JP2021026116A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像に供されるトナーの近傍の湿度に関する情報をより精度よく取得することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、像担持体１と、現像剤担持体１７、現像剤担持体１７に当接して現像剤担持体１７にトナーを供給する回転可能な供給部材２０、及び現像剤担持体１７に供給されたトナーの量を規制する規制部材２１を備え、像担持体１上の静電像にトナーを供給する現像装置４と、供給部材２０に流れる電流を検知する電流検知手段３４と、電流検知手段３４の検知結果に基づいて現像装置４の周囲の湿度に関する情報を取得する制御手段１０１と、を有する構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。

電子写真方式（電子写真プロセス）を用いた画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体（以下、「感光体」という。）を一様に帯電させ、帯電した感光体を選択的に露光することによって、感光体上に静電像を形成する。感光体上に形成した静電像は、現像装置により現像剤としてのトナーを用いてトナー像として現像（顕像化）する。そして、感光体上に形成したトナー像を、直接又は中間転写体を介して、記録用紙やプラスチックシートなどの記録材に転写し、更に記録材上に転写したトナー像に熱や圧力を加えてトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。

現像装置は、例えば、トナーを収納する現像容器と、現像容器の開口部から一部が現像容器の外部に露出するように配置された現像剤担持体と、現像剤担持体上のトナーの量を規制する規制部材と、現像剤担持体にトナーを供給する供給部材と、を有する。規制部材及び供給部材は、それぞれ現像剤担持体の表面に当接して配置される。また、現像方式としては、例えば、感光体と現像剤担持体（より詳細には現像剤担持体上のトナー層）とが接触した状態で現像を行う接触現像方式がある。接触現像方式は、トナーの飛び散りや飛散が少ないという利点を有する。

ところで、現像工程では、感光体上の静電像とトナーの持つ電荷量とにより、現像装置から感光体上に転移するトナーの量及び画像濃度が決定される。

ここで、トナーのもつ電荷量を決める１つの因子として、トナーの近傍の湿度（相対湿度、絶対水分量）が挙げられる。トナー周りの湿度が低い場合には電荷量の絶対値が大きくなり、湿度が高い場合には電荷量の絶対値が小さくなる。そのため、現像に供されるトナーの近傍の湿度によって感光体上に転移するトナーの量が変わり、その結果として画像濃度が変わることがある。

そこで、画像形成装置に環境（温度、湿度）を検知する環境センサを設け、この環境センサの検知結果に基づいて静電像の形成条件などの画像形成のプロセス条件（動作設定）を制御することが行われている。また、特許文献１では、環境履歴情報を用いることが提案されている。

特開２００４−２６４７５６号公報

しかしながら、環境センサの検知結果に基づく制御では、環境センサの設置場所が、現像に供されるトナーの近傍から離れてしまうため、本当に必要な箇所の環境情報が得られないという問題が生じてくる。例えば、画像形成装置の周辺環境が急激に変化した場合に、環境センサで検知される湿度と現像に供されるトナーの近傍の湿度とに乖離が生じることがある。画像形成装置の周辺環境の急激な変化は、画像形成装置が設置されている室内のエアコンの使用などにより生じることがある。特許文献１に記載の方法でも、環境センサの検知結果に基づく環境履歴情報を用いているため、上記同様、現像に供されるトナーの近傍の湿度を正しく予測できない場合がある。現像に供されるトナー近傍の湿度に関する情報をより精度よく取得するには、検知位置をより現像に供されるトナーの近傍にする必要がある。

したがって、本発明の目的は、現像に供されるトナーの湿度に関する情報を、より現像に供されるトナーの近傍で取得することのできる画像形成装置を提供することである。

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、トナー像を担持する像担持体と、トナーを担持して搬送する回転可能な現像剤担持体、前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体にトナーを供給する回転可能な供給部材、及び前記現像剤担持体に供給されたトナーの量を規制する規制部材を備え、前記像担持体上の静電像にトナーを供給する現像装置と、前記供給部材に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段の検知結果に基づいて前記現像装置の周囲の湿度に関する情報を取得する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、現像に供されるトナーのより近傍での湿度に関する情報を取得することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 プロセスカートリッジの概略断面図である。 画像形成装置の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。 相対湿度と現像ローラの表面電位との関係を示すグラフ図である。 供給ローラに流れる電流と現像ローラの表面電位との関係を示すグラフ図である。 トナー残量と現像ローラの表面電位との関係を示すグラフ図である。 トナー劣化度と供給ローラに流れる電流との関係を示すグラフ図である。 実施例１におけるトナー劣化度を求める制御のフローチャート図である。 実施例１における相対湿度を検知する制御のフローチャート図である。 供給ローラに流れる電流と相対湿度との関係を示すグラフ図である。 供給ローラに流れる電流の差と相対湿度との関係を示すグラフ図である。 実施例２の制御のフローチャート図である。 実施例３の制御のフローチャート図である。 制御部の機能ブロックを示す模式図である。 供給ローラ電流の検知方法を説明するための模式図である。

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。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施例に限定する主旨のものではない。

［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置１００の装置本体１００Ａに接続された画像読取装置、又は装置本体１００Ａに通信可能に接続されたパーンナルコンピュータなどのホスト機器から、装置本体１００Ａに入力される。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。なお、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおける同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用に設けられた要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して総括的に説明することがある。

画像形成装置１００は、トナー像を担持する像担持体としての、回転可能なドラム型（円筒形）の感光体である感光ドラム１を有する。４個の感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、鉛直方向と交差する方向に一列に並設されている。感光ドラム１は、駆動手段（駆動源）としてのドラム駆動モータ６１（図３）によって図中矢印Ａ方向（時計回り方向）に回転駆動される。回転する感光ドラム１の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２によって、所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置（スキャナユニット）３によって走査露光され、感光ドラム１上に画像情報に応じた静電像（静電潜像）が形成される。露光装置３は、画像情報に応じて変調されたレーザー光を感光ドラム１上に照射する。本実施例では、露光装置３は、各感光ドラム１を露光する１つのユニットとして構成されている。感光ドラム１上に形成された静電像は、現像手段としての現像装置（現像ユニット）４によって現像剤としてのトナーが供給されて現像（可視化）され、感光ドラム１上にトナー像（現像剤像）が形成される。本実施例では、現像装置４は、現像剤として非磁性一成分現像剤であるトナー（非磁性トナー）を用いる。また、本実施例では、現像装置４は、後述する現像剤担持体としての現像ローラ１７（図２）を感光ドラム１に対して接触させて反転現像を行うものである（接触現像方式）。すなわち、本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した露光部（画像部）に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。

４個の感光ドラム１に対向して、中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は、４個の感光ドラム１に当接して回転可能なように設けられている。中間転写ベルト５は、複数の支持部材（張架ローラ）としての駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、テンションローラ５３に掛け渡されて所定の張力で張架されている。中間転写ベルト５は、図示しない駆動手段（駆動源）としてのベルト駆動モータによって駆動ローラ５１が回転駆動されることで駆動力が伝達されて、図中矢印Ｂ方向（反時計回り方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト５の内周面側には、各感光ドラム１に対応して、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を介して感光ドラム１に向けて押圧され、中間転写ベルト５と感光ドラム１とが当接する一次転写部（一次転写ニップ部）Ｎ１を形成する。上述のように感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、一次転写ローラ８の作用によって、回転している被転写体としての中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。一次転写工程時に、一次転写ローラ８には、印加手段としての一次転写電源（高圧電源）４２（図３）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の一次転写バイアス（一次転写電圧）が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト５上に重ね合わされるようにして順次転写される。

中間転写ベルト５の外周面側において、二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に向けて押圧され、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが当接する二次転写部（二次転写ニップ部）Ｎ２を形成する。上述のように中間転写ベルト５上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ９の作用によって、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とに挟持されて搬送されている被転写体としての記録材Ｐ上に転写（二次転写）される。二次転写工程時に、二次転写ローラ９には、印加手段としての二次転写電源（高圧電源）４３（図３）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の二次転写バイアス（二次転写電圧）が印加される。記録材Ｐは、給送装置１２によって、中間転写ベルト５上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部Ｎ２に供給される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置１０へと搬送される。定着装置１０は、未定着のトナー像を担持した記録材Ｐに熱及び圧力を加えることで、記録材Ｐ上にトナー像を定着（溶融、固着）させる。トナー像が定着された記録材Ｐは、装置本体１００Ａの外部に排出（出力）される。

また、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６によって感光ドラム１上から除去されて回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１１によって中間転写ベルト５上から除去されて回収される。

なお、本実施例では、画像形成装置１００は、所望の１つの画像形成部のみを用いて、又は、幾つか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。

また、本実施例では、各画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４及びドラムクリーニング装置６とは、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を構成している。プロセスカートリッジ７は、装置本体１００Ａに設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、装置本体１００Ａに対して着脱可能となっている。

２．プロセスカートリッジ
次に、プロセスカートリッジ（以下、単に「カートリッジ」ともいう。）７について更に説明する。図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施例のカートリッジ７の概略断面（主断面）図である。なお、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。

カートリッジ７は、感光ドラム１などを備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７などを備えた現像ユニット（現像装置）４と、が一体化されて構成されている。

感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、感光ドラム１が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。感光ドラム１は、駆動手段（駆動源）としてのドラム駆動モータ６１（図３）からの駆動力が伝達されることで、画像形成動作に応じて図中矢印Ａ方向（時計回り方向）に回転駆動される。本実施例では、感光ドラム１は、アルミニウム製のシリンダの外周面に、機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層をこの順番でコーティングした有機感光ドラムである。

また、クリーニング枠体１４には、帯電ローラ２が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の外周面（表面）に接触するように配置されている。本実施例では、帯電ローラ２は、導電性の芯金と、この芯金の周囲に導電性のゴムで形成された弾性層（ゴム層）と、を有して構成され、ゴム層が感光ドラム１に加圧接触させられることで、感光ドラム１の回転に伴って従動して回転する。帯電工程時に、帯電ローラ２の芯金には、印加手段としての帯電電源（高圧電源）４１（図３）から、所定の直流電圧である帯電バイアス（帯電電圧）が印加される。これにより、感光ドラム１の表面には、一様な暗部電位Ｖｄが形成される。露光装置３から画像データに対応して発光されるレーザー光のスポットパターンは、帯電処理された感光ドラム１上を露光する。感光ドラム１上の露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位の絶対値が低下する。これにより、感光ドラム１の表面の露光された部位には、所定の明部電位Ｖｌが形成される。その結果、感光ドラム１上に、未露光部位（非露光部、非画像部）は所定の暗部電位Ｖｄ、露光部位（露光部、画像部）は所定の明部電位Ｖｌの静電潜像が形成される。本実施例では、画像形成時（静電像形成時）には、暗部電位Ｖｄ＝−４００Ｖ、明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖとされる。

また、クリーニング枠体１４には、クリーニング部材としてのクリーニングブレード６ａが取り付けられている。クリーニングブレード６ａは、感光ドラム１の外周面（表面）に接触するように配置されている。クリーニングブレード６ａは、回転する感光ドラム１の表面から一次転写残トナーを掻き取る。クリーニングブレード６ａによって感光ドラム１の表面から除去された一次転写残トナーは、クリーニング枠体１４の内部に形成された回収トナー室６ｂに落下して収容される。回収トナー室６ｂを構成するクリーニング枠体１４と、クリーニングブレード６ａと、によって、ドラムクリーニング装置６が構成される。

現像ユニット（現像装置）４は、現像室１８ａと、現像剤収納室１８ｂと、が内部に形成され、現像装置４の各種要素を支持する枠体としての現像枠体（現像容器）１８を有する。現像室１８ａには、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ１７と、現像ローラ１７にトナーを供給する供給部材としての供給ローラ２０と、現像ローラ１７上のトナーの量を規制する規制部材としての現像ブレード２１と、が配置されている。供給ローラ２０は、現像ローラ１７と感光ドラム１とが対向（接触）する現像部で現像に供されずに現像ローラ１７上に残留したトナーを、現像ローラ１７上から剥ぎ取る（掻き取る）機能も有する。現像剤収納室１８ｂの内部には、トナーＴが収納されている。本実施例では、現像剤収納室１８ｂは供給ローラ２０よりも重力方向下方に配置され、現像開口部１８ｃを介して現像室１８ａと連通されている。また、現像剤収納室１８ｂの内部には、攪拌搬送部材２２が設けられている。攪拌搬送部材２２は、現像剤収納室１８ｂの内部に収納されたトナーＴを攪拌すると共に、供給ローラ２０の上部に向けて図中矢印Ｇ方向にトナーＴを搬送するためのものでもある。本実施例では、攪拌搬送部材２２は３０ｒｐｍで図中矢印Ｆ方向（時計回り方向）に回転駆動される。

現像ローラ１７は、感光ドラム１と接触して図中矢印Ｄ方向（反時計回り）に回転する。つまり、現像ローラ１７と感光ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。本実施例では、現像ローラ１７の周速は、感光ドラム１の周速に対して１１０％である。現像ローラ１７は、導電性の芯金１７ａと、この芯金１７ａの周囲に半導電性のゴムで形成された弾性層（ゴム層）１７ｂと、を有して構成される。また、本実施例では、現像ローラ１７は、概略、画像形成時（現像時）にのみ所定のタイミングで感光ドラム１に当接し、待機状態などでは感光ドラム１から離間されている。画像形成装置１００は、現像ローラ１７を感光ドラム１に対して当接及び離間させるための離接手段としての離接機構７１（図３）を有する。離接機構７１は、概略、回動軸線を中心として回動可能なように感光体ユニット１３に取り付けられている現像ユニット（現像装置）４を回動させることで、現像ローラ１７を感光ドラム１に対して当接及び離間させる。なお、現像ローラ１７は、感光ドラム１に対して所定間隔を開けて常に近接配置される構成とされていてもよい。

現像工程時に、現像ローラ１７の芯金１７ａには、印加手段としての現像電源３２から、所定の直流電圧である現像バイアス（現像電圧）が印加される。現像ブレード２１との摺擦による摩擦帯電で負極性に帯電したトナーが、現像ローラ１７と感光ドラム１とが対向（接触）する現像部で、感光ドラム１上の明部電位Ｖｌと現像バイアスＶｄｒとの間の電位差により感光ドラム１上の明部電位部にのみ転移する。画像形成時の現像バイアスは、トナーの正規の帯電極性と同極性で、その絶対値が暗部電位Ｖｄの絶対値よりも小さく、明部電位Ｖｌの絶対値よりも大きい電圧に設定される。本実施例では、画像形成時には、現像バイアスＶｄｒ＝−３００Ｖとすることにより、明部電位Ｖｌと現像ローラ１７との間の電位差ΔＶ＝２００Ｖとした。ここで、感光ドラム１上の電位と現像ローラ１７との間の電位差は、感光ドラム１上の電位と現像バイアスとの間の電位差で代表される。

供給ローラ２０は、現像ローラ１７と接触して供給部（供給ニップ部）Ｎを形成し、現像ローラ１７に対して周速差を持って図中矢印Ｅ方向（時計回り方向）に回転する。つまり、供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、当接部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では上から下に向かう方向）に周速差を持って移動するようにそれぞれ回転する。本実施例では、供給ローラ２０の周速は、現像ローラ１７の周速に対して１５０％である。供給ローラ２０は、導電性の芯金２０ａと、この芯金２０ａの外周に発泡体で形成された弾性層（発泡層）２０ｂと、を有して構成された弾性スポンジローラである。供給ローラ２０は、現像ローラ１７に対して所定の侵入量を持って接触させられている。ここで、本実施例では、供給ローラ２０の現像ローラ１７に対する侵入量は、図２に示すように供給ローラ２０が現像ローラ１７により凹状とされるその凹み量ΔＥのことを言う。供給ローラ２０は、現像ローラ１７へのトナーの供給を行う。また、供給ローラ２０は、現像部を通過した後に現像ローラ１７上に残留しているトナーの剥ぎ取りを行う。その際に、供給ローラ２０の芯金２０ａには、印加手段としての供給電源３３から、所定の直流電圧である供給バイアス（供給電圧）が印加される。これにより、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差を調整し、現像ローラ１７へのトナーの供給量を調整することができる。本実施例では、画像形成時に、供給ローラ２０には、供給ローラ２０と現像ローラ１７とが略同電位となるように供給バイアスが印加される。つまり、本実施例では、画像形成時には、供給バイアスＶｒｓ＝−３００Ｖとした。なお、画像形成時の供給バイアスは、トナーの正規の帯電極性と同極性で、その絶対値が現像バイアスの絶対値よりも大きい電圧に設定してもよい（例えば、供給バイアスＶｒｓ＝−４００Ｖ）。

現像ブレード２１は、本実施例では現像ローラ１７の下方に配置され、現像ローラ１７の回転方向に対してカウンター方向（自由端側の先端が現像ローラ１７の回転方向の上流側を向く方向）で現像ローラ１７の表面に当接している。現像ブレード２１は、供給ローラ２０によって現像ローラ１７上に供給されたトナーのコート量の規制及び摩擦帯電によるトナーへの電荷付与を行う。本実施例では、現像ブレード２１として、導電性の部材である厚さ０．１ｍｍの板バネ状のＳＵＳ製の薄板を用い、薄板のバネ弾性を利用して所定の当接圧力を生成した。また、本実施例では、現像ブレード２１は、現像ローラ１７（より詳細には現像ローラ１７上のトナー層）に面で当接させられている。なお、現像ブレード２１は、本実施例のものに限定されず、例えばリン青銅やアルミニウムなどの金属薄板を用いてもよい。また、現像ブレード２１の表面にポリアミドエラストマーやウレタンゴムやウレタン樹脂などの薄膜を被覆したものを用いてもよい。トナーは、現像ブレード２１と現像ローラ１７（より詳細には現像ローラ１７上のトナー層）との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に、層厚が規制される。また、本実施例では、その際に、現像ブレード２１には、印加手段としての規制電源３１から、所定の直流電圧である規制バイアス（規制電圧）が印加される。これにより、現像ローラ１７上へのトナーコートの安定化が図られている。画像形成時の規制バイアスは、トナーの正規の帯電極性と同極性で、その絶対値が現像バイアスの絶対値よりも大きい電圧に設定される。本実施例では、画像形成時には、規制バイアスＶｂｌ＝−４００Ｖとした。なお、画像形成時の現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差は、５００Ｖ以下であることが好ましい。この電位差が５００Ｖより大きい場合には、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間で放電が生じ、現像ローラ１７上のトナー層やトナーの電荷量が不安定になる可能性がある。

現像ローラ１７、供給ローラ２０及び攪拌搬送部材２２は、駆動手段（駆動源）としての現像駆動モータ６２（図３）からの駆動力が伝達されることで、画像形成動作に応じてそれぞれ上述の方向に回転駆動される。

３．現像ローラ及び供給ローラ
次に、本実施例における現像ローラ１７について更に説明する。本実施例では、現像ローラ１７は、導電性支持体１７ａと、この導電性支持体１７ａの周囲に導電剤が配合された半導電性のゴムで形成された弾性層（ゴム層）１７ｂと、を有して構成される。本実施例では、導電性支持体１７ａとしての外径６ｍｍの芯金電極の周囲に、ゴム層１７ｂとしての導電剤が配合された半導電性のシリコーンゴム層が設けられている。本実施例では、更に、上記シリコーンゴム層の表層には、厚さが２０μｍ程度のアクリル・ウレタン系ゴム層がコーティングされており、現像ローラ１７の全体の外径は１２ｍｍである。また、本実施例では、現像ローラ１７の電気抵抗は１×１０^６Ωである。

ここで、現像ローラ１７の電気抵抗の測定方法を説明する。現像ローラ１７を、直径３０ｍｍのアルミスリーブに対し、当接荷重９．８Ｎで当接させる。このアルミスリーブを回転させることにより、現像ローラ１７を６０ｒｐｍでアルミスリーブに対して従動回転させる。次に、現像ローラ１７に、−５０Ｖの直流電圧を印加する。その際、アース側に１０ｋΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで電流を算出し、現像ローラ１７の電気抵抗を算出する。

なお、現像ローラ１７の体積抵抗が１×１０^９Ωよりも大きいと、現像ローラ１７の表面での現像バイアスの電圧値が下がり、現像領域の直流電界が減少することで現像効率が低下して、画像濃度が低下する可能性がある。したがって、現像ローラ１７の電気抵抗は１×１０^９（Ω）以下であることが好ましい。

また、現像ローラ１７の表面形状としては、その表面粗度を制御することが高画質及び高耐久性を両立するために好ましい。現像ローラ１７の表面粗度として、例えばＲａ（μｍ）「ＪＩＳ Ｂ ０６０１」を３．０以下となるように設定することが、安定したトナー搬送量が得られる点で好ましい。現像ローラ１７の表面粗度Ｒａ（μｍ）が３．０を超えると、現像ローラ１７上のトナー搬送量が増大し、現像ブレード２１との摩擦によるトナーへの帯電付与が不十分になり、白地部へ意図しないトナーが付着する「かぶり」が発生する可能性がある。

次に、本実施例における供給ローラ２０について更に説明する。本実施例では、供給ローラ２０は、導電性支持体２０ａと、この導電性支持体２０ａの周囲に発泡体で形成された弾性層（発泡層）２０ｂと、を有して構成される。本実施例では、導電性支持体２０ａとしての外径５ｍｍの芯金電極の周囲に、発泡層２０ｂとしての気泡同士がつながっている連続気泡体（連泡）で構成された発泡ウレタン層が設けられている。表層のウレタンを連続気泡体とすることで、供給ローラ２０の内部にトナーが比較的多量に進入可能となる。また、本実施例では、供給ローラ２０の電気抵抗は１×１０^７Ωである。

ここで、供給ローラ２０の電気抵抗の測定方法を説明する。供給ローラ２０を、直径３０ｍｍのアルミスリーブに対し、侵入量が１．５ｍｍとなるように当接させる。このアルミスリーブを回転させることにより、供給ローラ２０を３０ｒｐｍでアルミスリーブに対して従動回転させる。次に、供給ローラ２０に、−５０Ｖの直流電圧を印加する。その際、アース側に１０ｋΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで電流を算出し、供給ローラ２０の電気抵抗を算出する。

なお、供給ローラ２０の電気抵抗は１×１０^８（Ω）以下であることが好ましい。供給ローラ２０の電気抵抗が１×１０^８（Ω）よりも大きいと、後述する供給ローラ２０に流れる電流の検知精度が低下する可能性がある。ここで、供給ローラ２０の電気抵抗は、機械的な特性の確保や製造上の理由などから、通常、１×１０^３（Ω）以上である。

また、本実施例では、供給ローラ２０の表面のセル径を５０μｍ〜１０００μｍとした。ここで、セル径とは、任意断面の発泡セルの平均径をいう。つまり、まず任意断面の拡大画像から最大である発泡セルの面積を測定し、この面積から真円相当径を換算し最大セル径を得る。そして、上記平均径は、この最大セル径の１／２以下である発泡セルをノイズとして削除した後、残りの個々のセル面積から上記同様に換算した個々のセル径の平均値のことを指す。

また、本実施例では、供給ローラ２０の現像ローラ１７に対する侵入量（供給ローラ２０が現像ローラ１７により凹状とされるその凹み量ΔＥ）は１．０ｍｍに設定した。

４．制御態様
図３は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。画像形成装置１００は、制御手段としての制御部（コントローラ）１０１を有する。制御部１０１は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ（中央演算処理ユニット）１１１、記憶手段であるＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３などのメモリ、周辺機器との情報の入出力を行う入出力Ｉ／Ｆ１１４などを有している。ＲＡＭ１１３には、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭ１１２には制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。

制御部１０１は、画像形成装置１００の各部の動作を統括的に制御する。制御部１０１には、画像形成装置１００における各制御対象が、入出力Ｉ／Ｆ１１４を介して接続されている。例えば、制御部１０１には、帯電電源４１、規制電源３１、現像電源３２、供給電源３３、一次転写電源４２、二次転写電源４３などの各種高圧電源が接続されている。また、制御部１０１には、ドラム駆動モータ６１、現像駆動モータ６２、露光装置３のポリゴンスキャナの駆動モータ（図示せず）、ベルト駆動モータ（図示せず）などの各種モータ（動力源）が接続されている。また、制御部１０１には、現像ローラ１７の感光ドラム１に対する当接及び離間を切り替える離接機構７１が接続されている。また、制御部１０１には、感光ドラム１に照射するレーザー光の光量などを指示する信号を露光装置３へ伝達する露光制御部７２が接続されている。また、制御部１０１には、装置本体１００Ａに設けられた、装置本体１００Ａ内に空気を吸入するか又は装置本体１００Ａ内から空気を排出する送風手段としてのファン７３が接続されている。

また、制御部１０１には、供給ローラ２０に流れる電流を検知して、その検知結果に関する情報（信号）を制御部１０１に伝達する、電流検知手段としての電流検知部（電流計）３４が接続されている。また、制御部１０１には、画像形成装置１００の環境を検知する環境検知手段としての、温度及び湿度を検知する環境センサ（温湿度センサ）３５が接続されている。なお、環境センサ３５は、本実施例との関係では、少なくとも画像形成装置１００が設置されている環境（画像形成装置１００の周辺環境）の湿度を検知できるものであればよい。ファン７３などにより装置本体１００Ａ内に取り込まれた空気の湿度を検知することで、画像形成装置１００が設置されている環境（画像形成装置１００の周辺環境）の湿度を検知することができる。また、本実施例では、各カートリッジ７には、不揮発性記録媒体で構成されたカートリッジメモリ３６が設けられている。カートリッジメモリ３６には、カートリッジ７の識別情報が記憶されている他、後述する平均印字率、トナー残量及びトナー劣化度の情報が記憶される。カートリッジ７が装置本体１００Ａに装着されると、コネクタ（図示せず）を介してカートリッジメモリ３６が制御部１０１に接続され、制御部１０１によるカートリッジメモリ３６に対する情報の読み書きが可能となる。

上記例示のものを含め、画像形成装置１００の各制御対象は、制御部１０１からの制御信号に基づき動作する。

５．現像に供されるトナーの近傍の湿度の検知
次に、本実施例における現像に供されるトナーのより近傍での湿度の検知方法について説明する。なお、本実施例では、湿度に関する情報として相対湿度の情報を用いる場合について説明する。ただし、湿度に関する情報としては、絶対水分量など、雰囲気の湿り度合に関する他の指標の情報を用いることもできる。

本実施例では、制御部１０１は、電流検知部３４で検知された供給ローラ２０に流れる電流と、後述するトナー劣化度と、に基づいて、現像に供されるトナーのより近傍での相対湿度を検知（判断、推定）する。

＜現像ローラの表面電位と相対湿度との関係＞
図４は、あるカートリッジ７について、現像ローラ１７上にコートされたトナー層の表面電位（ここでは、単に「現像ローラ１７の表面電位」ともいう。）を測定環境（温度、相対湿度）を変えて測定した結果を示すグラフ図である。測定環境（温度、相対湿度）は、２３℃／１０％ＲＨ、２３℃／５０％ＲＨ、２３℃／８０％ＲＨの３種類である。なお、測定は、現像に供されるトナーの近傍の環境が上記測定環境となるようにして行った。図４から、相対湿度が低くなるにつれて、現像ローラ１７の表面電位の絶対値が大きくなることがわかる。これは、トナーの近傍の相対湿度が低い場合、トナーが持てる電荷量の絶対値が大きくなり、現像ローラ１７にコートされたトナーの単位面積当たりの電荷量（Ｑ／Ｓ）の絶対値が大きくなることに起因する。なお、現像ローラ１７の表面電位（より詳細には、現像ローラ１７上にコートされたトナー層の表面電位）は、当業者には周知の種々の測定器（電位計）を用いて測定することができる。

このように、現像ローラ１７の表面電位に基づいて、現像に供されるトナーの近傍の相対湿度を検知（判断、推定）することが可能である。

また、図５は、供給ローラ２０と現像ローラ１７とを略同電位とした状態で供給ローラ２０と現像ローラ１７とを回転させて測定した、供給ローラ２０に流れる電流と現像ローラ１７の表面電位との関係の一例を示すグラフ図である。供給ローラ２０に流れる電流の測定は、供給ローラ２０と現像ローラ１７とに、供給ローラ２０と現像ローラ１７とが略同電位となるようにそれぞれ供給バイアス（例えば−３００Ｖ）、現像バイアス（例えば−３００Ｖ）を印加した状態で行った。この測定は、様々な測定環境（温度、相対湿度）で行ったが、測定環境によって同図に示す関係が変わることはなかった。図５から、現像ローラ１７の表面電位の絶対値が大きくなるにつれて、供給ローラ２０に流れる電流がマイナス方向に大きくなることがわかる。なお、ここでは、マイナスの荷電粒子としてのトナーが現像ローラ１７側から供給ローラ２０側に移動することで供給ローラ２０に流れる電流を負極性の電流として表す。これは、次のような理由によるものである。つまり、現像ローラ１７の表面電位の絶対値が大きくなる、すなわち、現像ローラ１７にコートされたトナーの電荷量の絶対値が大きくなると、供給ローラ２０によって現像ローラ１７から剥ぎ取られたトナーの持つ電荷量の絶対値が大きくなる。それに起因して、供給ローラ２０によって現像ローラ１７からトナーが剥ぎ取られることで生じる電流が大きくなる。

したがって、現像ローラ１７の表面電位と相関のある供給ローラ２０に流れる電流（ここでは、単に「供給ローラ電流」ともいう。）を検知することで、現像に供されるトナーのより近傍での相対湿度を検知（判断、推定）することが可能である。

＜供給ローラ電流の検知方法＞
次に、供給ローラ２０に流れる電流の検知方法について説明する。

図２に示すように、本実施例では、供給ローラ２０には電流検知部（電流計）３４が直列に接続されている。電流検知部３４によって供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差を所定値以下とすることが好ましい。具体的には、該電流の検知を、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差が所定値以下となるような電圧を現像ローラ１７、供給ローラ２０、又はこれらの両方に印加した状態で実行する。又は、該電流の検知を、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差が所定値以下となるように、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方に電圧を印加しない状態で実行する。現像ローラ１７及び供給ローラ２０へ電圧を印加した際の電位差は検出される電流の値にあらわれてくる。典型的には、検出される電流値に例えば１０％以下の影響を及ぼす電位差で現像ローラ１７及び供給ローラ２０の印加電圧を設定することが好ましい。更に好ましくは、電流検知部３４によって供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ローラ１７と供給ローラ２０とを略同電位とする。具体的には、該電流の検知を、現像ローラ１７と供給ローラ１０とが略同電位となるような電圧を現像ローラ１７、供給ローラ２０、又はこれらの両方に印加した状態で実行する。又は、該電流の検知を、現像ローラ１７と供給ローラ２０とが略同電位となるように、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方に電圧を印加しない状態（すなわち現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方がアース（接地電位）に接続された状態）で実行する。

図１５は、現像ローラ１７と供給ローラ２０とに関わる部分の模式的な回路図である。現像ローラ１７と供給ローラ２０とが回転していない状態では（図１５の上図）、トナー層が絶縁体として働き、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間に電位差を設けても電流は流れない。一方、現像ローラ１７と供給ローラ２０とが回転し、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間で電荷を持ったトナーが動くと、トナーが電流源として働き、電流が流れる（図１５の下図）。この電流値を検知することで、現像ローラ１７の表面電位を推定することができる。しかし、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差が大きいと、現像ローラ１７の電気抵抗値と供給ローラ２０の電気抵抗値とにより、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間で流れる電流が影響を受けてしまう。つまり、現像ローラ１７の表面電位の違いによって電流値が変化したのか、現像ローラ１７や供給ローラ２０の電気抵抗値の変動によって電流値が変化したのかがわからなくなりやすい。そのため、供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差をできる限り小さくした方がよい。本発明者の検討によれば、この供給ローラ２０に流れる電流を検知する際の現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差は、５０Ｖ以下であることが好ましく、略０Ｖ（同電位）であることがより好ましい。ここで、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差は、現像バイアスと供給バイアスとの間の電位差で代表される。

なお、図１５の下図において現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方に電圧を印加しない状態は、現像ローラ１７が電池Ｖｄｒを介さずにアースに接続され、供給ローラ２０が電池Ｖｒｓを介さずに電流検知部３４を介してアースに接続された状態に対応する。また、現像ローラ１７又は供給ローラ２０の少なくとも一方に電圧を印加する場合には、その印加電圧と現像ローラ１７及び供給ローラ２０の電気抵抗とに応じて流れる電流に、トナーの移動による電流が重畳された電流が、電流検知部３４によって検知される。また、現像電源３２や供給電源３３の回路構成などによって、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方に電圧を印加しない状態でも、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間に電位差が形成される場合が考えられる。その場合、例えば現像ローラ１７と供給ローラ２０とが略同電位となるように現像ローラ１７や供給ローラ２０に電圧を印加してもよいし、その電位差が５０Ｖ以下であれば電圧を印加しない状態でもよい。

本実施例では、供給ローラ電流の検知時に、一例として、現像ローラ１７、供給ローラ２０に、それぞれ画像形成時と同じ現像バイアスＶｄｒ＝−３００Ｖ、規制バイアスＶｒｓ＝−３００Ｖを印加して、現像ローラ１７と供給ローラ２０とを略同電位とした。

また、本実施例では、電流検知部３４によって供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差を画像形成時と略同一の電位差とする。具体的には、該電流の検知を、現像ブレード２１と供給ローラ２０との間の電位差が画像形成時と略同一となるような電圧を現像ブレード２１に印加した状態で実行する。これは、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差によって現像ローラ１７にコートされるトナーの電荷量が変化するので、画像形成時と同じトナーコート状態になるようにして通常の画像形成への影響を最小化するためである。本実施例では、供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差を画像形成時と略同一の１００Ｖとするために、規制バイアスＶｂｌ＝−４００Ｖとした。なお、画像形成時と同様、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差は５００Ｖ以下であることが好ましい。これは、前述のように、電位差を大きくし過ぎると現像ブレード２１と現像ローラ１７との間で放電が生じるためである。ここで、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差は、規制バイアスと現像バイアスとの間の電位差で代表される。なお、供給ローラ２０に流れる電流を検知する際に、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差を画像形成時と異ならせることも可能であり、この点については実施例２で説明する。

なお、電位や電位差について略同一とは、完全に同一である場合の他、許容される誤差範囲程度（例えば±５％程度）に異なっている場合も含まれる。

＜トナー劣化度＞
上述のように、現像ローラ１７の表面電位と相関のある供給ローラ電流を検知することで、現像に供されるトナーの近傍の相対湿度を検知（判断、推定）することが可能である。

一方、トナーの劣化が進んだ場合でも、現像ローラ１７の表面電位は変化する。ここでは、トナーが現像ブレード２１や現像ローラ１７との摺擦を繰り返し、外添剤がトナー母体に埋め込まれた状態のことをトナーの劣化と定義する。トナーの劣化が進むと、トナーの流動性が低下し、現像ローラ１７への付着力が強くなる（すなわち、現像ローラ１７上に滞留しやすくなる）ため、現像ローラ１７にコートされるトナーの単位面積当たりの重量（Ｍ／Ｓ）が上昇することになる。そのため、現像ローラ１７にコートされたトナーの単位面積当たりの電荷量（Ｑ／Ｓ）の絶対値も上昇し、現像ローラ１７の表面電位の絶対値は大きくなる。

ここで、トナーの劣化は現像ブレード２１や現像ローラ１７との摺擦の繰り返しにより起こるため、トナーの劣化度はトナーが現像ブレード２１を通過し現像ローラ２０と摺擦された回数と相関があると言える。この回数は、現像ローラ１７上にコートされたトナーと現像容器１８に残っているトナーとが入れ替わること、感光ドラム１に供給されてトナーが消費されること、などの要素によって変わってくる。すなわち、現像容器１８の内部のトナー残量が少ない場合や、トナー消費が少ない場合には、トナーの劣化度が高くなる。

図６は、あるカートリッジ７について、出力する画像の印字率を変えて画像出力試験を行い、トナー残量と現像ローラ１７の表面電位との関係を調べた結果を示すグラフ図である。測定環境（温度、相対湿度）は、２３℃／１０％ＲＨである。なお、測定は、画像形成装置１００の周辺環境が上記測定環境で維持されている状態で行った。図６から、トナー残量が少なくなるほど、トナーが劣化して現像ローラ１７の表面電位の絶対値が大きくなることがわかる。また、図６から、画像出力試験中の印字率によっても、現像ローラ１７の表面電位が変わることがわかる。具体的には、出力する画像の印字率が小さいほど、トナー残量がある程度少なくなった場合の現像ローラ１７の表面電位の絶対値が大きくなる。これは、画像出力試験中に消費されるトナー量が変わり、現像容器１８内のトナーの現像ローラ１７と現像ブレード２１とで摺擦される回数が変わるためである。

このように、画像出力試験中の印字率とトナー残量とを変えて実験を行うことによって、トナー劣化度の指標を作成することが可能である。ここでは、測定環境（温度、相対湿度）が２３℃／１０％ＲＨ（低湿環境）の場合の現像ローラ１７の表面電位の測定結果を用いて、トナー残量と平均印字率とをパラメータとしてトナー劣化度を示す指標を作成した。これを表１に示す。ここで、低湿環境での現像ローラ１７の表面電位の測定結果を用いてトナー劣化度の指標を作成するのは、トナー劣化度による現像ローラ１７の表面電位の差が大きいためである。

表１に示すように、トナー残量が少ないほど、また平均印字率が低いほど、トナー劣化度が高くなっている。本実施例では、表１に示すようなテーブル（トナー劣化度テーブル）が予め求められてＲＯＭ１１２に格納される。

＜相対湿度の検知方法＞
以上のように、現像ローラ１７の表面電位は、現像に供されるトナーの近傍の相対湿度と、トナー劣化度と、によって変わる。そこで、本実施例では、現像ローラ１７の表面電位と相関のある供給ローラ電流と、トナー劣化度（上記指標値）と、に基づいて、現像に供されるトナーの近傍の相対湿度を検知する。ここで、現像に供されるトナーの近傍の相対湿度とは、具体的には、カートリッジ７の内部、より詳細には現像装置４（より具体的には現像ローラ１７）の周囲の雰囲気の相対湿度のことである。以下、現像に供されるトナーの近傍の環境（特に相対湿度）はカートリッジ７の内部の環境（特に相対湿度）であるものとして説明する。

表２及び図７はそれぞれ、カートリッジ７の内部の相対湿度を変えて供給ローラ電流とトナー劣化度との関係を調べた結果を示す表及びグラフ図である。供給ローラ電流は、上述のように、供給ローラ２０と現像ローラ１７とを略同電位として駆動した状態で検知した。

表２及び図７から、供給ローラ電流と、トナー劣化度と、カートリッジ７の内部の相対湿度と、には一定の相関があることがわかる。例えば、相対湿度１０％ＲＨ、５０％ＲＨについて見ると、トナー劣化度が高いほど、またカートリッジ７の内部の相対湿度が低いほど、供給ローラ電流の絶対値が大きくなることがわかる。また、例えば、相対湿度８０％ＲＨについて見ると、相対湿度１０％ＲＨ、５０％ＲＨの場合よりも供給ローラ電流の絶対値は小さく、またトナー劣化度が低いほど供給ローラ電流の絶対値が大きくなることがわかる。このような関係を予め求めておくことで、供給ローラ電流とトナー劣化度とに基づいてカートリッジ７の内部の相対湿度を検知（判断、推定）することが可能である。

表３は、カートリッジ７の内部の相対湿度を変化させて供給ローラ電流を測定する実験を繰り返し行うことで作成した、トナー劣化度と相対湿度と供給ローラ電流との関係を示すテーブルである。

本実施例では、表３に示すようなテーブル（相対湿度テーブル）が予め求められてＲＯＭ１１２に格納される。

ここで、本実施例のように現像ローラ１７と供給ローラ２０とが当接部において互いの表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転する構成を「同方向剥ぎ取り構成」とする。これに対して、現像ローラ１７と供給ローラ２０とが当接部において互いの表面が逆方向に移動するようにそれぞれ回転する構成を「逆方向剥ぎ取り構成」とする。「同方向剥ぎ取り構成」は、「逆方向剥ぎ取り構成」と比較して、供給ローラ２０による現像ローラ１７からのトナーの剥ぎ取り能力が低い。そのため、「同方向剥ぎ取り構成」では、供給ローラ２０によって剥ぎ取られずに現像ローラ１７上に残留したトナーが現像ブレード２１により繰り返し摺擦されやすい。そして、トナーの劣化が進み、トナーの流動性が低下して、現像ローラ１７上にトナーが滞留しやすくなると、現像ローラ１７上の同じトナーが現像ブレード２１により繰り返し摺擦される傾向が助長され、現像ローラ１７上のトナーのチャージアップが進む。これに対し、「逆方向剥ぎ取り構成」では、「同方向剥ぎ取り構成」と比較して供給ローラ２０によるトナーの剥ぎ取り能力が高く、典型的には現像ローラ１７上のトナーは供給ローラ２０との接触部を１回通過する際にほぼ全て剥ぎ取られる。そのため、「逆方向剥ぎ取り構成」では、現像に供されるトナーの近傍の相対湿度やトナーの劣化度に拘わらず、現像ローラ１７の表面電位は略一定になりやすい。このように、「同方向剥ぎ取り構成」は、「逆方向剥ぎ取り構成」と比較して、現像に供されるトナーの近傍の相対湿度やトナーの劣化度と、現像ローラ１７の表面電位（すなわち、供給ローラ電流）と、の相関性が高くなる傾向がある。つまり、「同方向剥ぎ取り構成」は、「逆方向剥ぎ取り構成」よりも、供給ローラ電流の検知結果に基づいて現像に供されるトナーの近傍の相対湿度を検知するのに適した構成と言える。

なお、供給ローラ２０の現像ローラ１７に対する周速差は、１２０〜２３０％の範囲に設定することが好ましい。この周速差が１２０％よりも小さい場合には、供給ローラ２０により現像ローラ１７から剥ぎ取られるトナーの量が少なくなり、供給ローラ電流の変化が小さくなる。その結果、供給ローラ電流の検知結果に基づく現像に供されるトナーの近傍の相対湿度の検知精度が低下する可能性がある。逆に、この周速差が２３０％よりも大きい場合には、供給ローラ２０により現像ローラ１７上のトナーがほぼ全て剥ぎ取られやすくなり、やはり電流の変化が小さくなる。

６．動作手順
次に、本実施例におけるカートリッジ７の内部の相対湿度を検知する動作について説明する。本実施例では、トナー劣化度と供給ローラ電流とに基づいてカートリッジ７の内部の相対湿度を検知する。図１４（ａ）に示すように、本実施例では、制御部１０１のＣＰＵ１１１は、プログラムを実行することで、印字率取得部１１１ａ、トナー残量取得部１１１ｂ、トナー劣化度取得部１１１ｃ、相対湿度取得部１１１ｄ、プロセス制御部１１１ｅとして機能する。

まず、図８のフローチャートを用いて、トナー劣化度を求める動作について説明する。

制御部１０１は、印刷指示を受けて印刷動作を開始すると（Ｓ１０１）、カートリッジメモリ３６から平均印字率とトナー残量とを読み出す（Ｓ１０２）。次に、制御部１０１は、カートリッジ７の動作開始に合わせて、平均印字率とトナー残量の計測を開始する（Ｓ１０３）。次に、制御部１０１は、印刷動作が終了したと判断した場合には（Ｓ１０４）、平均印字率とトナー残量の計測を終了する（Ｓ１０５）。

ここで、印字率とは、１枚の記録材Ｐにおける最大画像形成領域に占める画像部の割合であり、ベタ画像で１００％、ベタ白（画像無し）で０％となる。印字率は、制御部１０１から露光制御部７２に出力される画像信号のカウント値であるビデオカウント値、あるいは露光制御部７２から露光装置３に出力される露光制御信号のカウント値であるパルス信号カウント値などに基づいて求めることができる。平均印字率は、複数枚の記録材Ｐに対する画像形成での印字率の累積値を該枚数で除した値に相当し、該枚数としては過去の所定枚数（例えば１００枚、１０００枚など）、カートリッジ７の使用初期（新品時）から現在までの全枚数などを用いることができる。本発明において、平均印字率の計算方法は制限されるものではなく、利用可能な方法を任意に用いることができる。本実施例では、制御部１０１（印字率取得部１１１ａ）が、ビデオカウント値に基づいて、カートリッジ７の使用初期から現在までの平均印字率を逐次に算出する。

また、トナー残量は、印刷パターンの印字率に応じたトナー量を印刷動作前のトナー残量から引く処理を行うことで求めることができる。あるいは、画像形成装置１００にトナー残量を検知する残量検知機構を設け、この残量検知機構を用いてトナー残量を直接計測してもよい。残量検知機構としては、既に周知の動作原理に従う種々の機構を用いることができる。例えば、トナー残量を静電容量の変化を利用して検知する静電容量検知式、トナー残量を光学的に検知する光学検知式のものなどが公知である。本発明において、トナー残量の検知方法は制限されるものではなく、利用可能な方法を任意に用いることができる。本実施例では、制御部１０１（トナー残量取得部１１１ｂ）が、画像情報（印字率）に基づくトナー消費量分を印刷動作前のトナー残量から引く処理を行うことでトナー残量を逐次に算出する。

次に、制御部１０１（トナー劣化度取得部１１１ｃ）は、計測した平均印字率とトナー残量とに基づいて、前述の表１のトナー劣化度テーブルを参照することにより、トナー劣化度を求める（Ｓ１０６）。そして、制御部１０１は、平均印字率、トナー残量、及びトナー劣化度を、カートリッジメモリ３６に更新して記憶させる。

次に、図９のフローチャートを用いて、トナー劣化度と供給ローラ電流とに基づいてカートリッジ７の内部の相対湿度を検知する動作（ここでは、「相対湿度検知動作」ともいう。）について説明する。

制御部１０１は、相対湿度検知動作の実行タイミングが到来すると、該動作を開始させる（Ｓ２０１）。本実施例では、相対湿度検知動作は、記録材Ｐに形成して出力する画像を形成する画像形成時以外の非画像形成時に実行する。例えば、印刷指示が入力された後に、印刷動作を開始する前（いわゆる前回転時）に実行することができる。また、印刷動作中の記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する期間（いわゆる紙間）で実行することができる。また、印刷動作が終了した後に、画像形成装置１００の動作が停止する前（いわゆる後回転時）に実行することができる。また、画像形成装置１００の電源投入後の準備動作時や、画像形成装置１００がスリープ状態から復帰した後の準備動作時などに実行してもよい。ここで、相対湿度検知動作は、毎回の上記各タイミングで実行することに限定されるものではない。相対湿度検知動作は、予め設定された所定の頻度で定期的に実行したり、予め設定された所定の条件を満たした場合に実行したりすることができる。例えば、前回からの、経過時間、画像形成枚数、あるいは現像ローラ１７などの回転部材の回転時間や回転回数などの現像装置４の使用量と相関する指標の累積値などが、予め設定された所定の閾値を超えた場合などに、実行することができる。また、例えば、環境センサ３５の検知結果（例えば相対湿度）が予め設定された所定の範囲を超えて変化した場合などに実行してもよい。本実施例では、相対湿度検知動作は、印刷動作を開始する前に毎回実行した。

次に、制御部１０１は、カートリッジメモリ３６からトナー劣化度を読み出す（Ｓ２０２）。次に、制御部１０１は、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の駆動、並びに、現像ローラ１７、供給ローラ２０及び現像ブレード２１のそれぞれへの現像バイアス、供給バイアス及び規制バイアスの印加を開始する（Ｓ２０３）。このとき、現像ローラ１７及び供給ローラ２０は、画像形成時と同じ回転速度（周速）で回転駆動される。また、このとき、現像ローラ１７と供給ローラ２０とには、それぞれ現像ローラ１７と供給ローラ２０とが略同電位となるように現像バイアス（本実施例では−３００Ｖ）と供給バイアス（本実施例では−３００Ｖ）とが印加される。また、このとき、現像ブレード２１には、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差が画像形成時と略同一の電位差となるように規制バイアス（本実施例では−４００Ｖ）が印加される。また、このとき、現像ローラ１７は、離接機構７１により感光ドラム１から離間させられている。なお、このとき感光ドラム１の駆動は停止されていてもよいし、回転駆動されていてもよい。

次に、制御部１０１は、電流検知部３４による供給ローラ電流の検知を行う（Ｓ２０４）。このとき、制御部１０１は、予め設定された所定の時間にわたり電流検知部３４の検知結果を取得し、例えばその平均値を供給ローラ電流の検知結果として求める。

次に、制御部１０１（相対湿度取得部１１１ｄ）は、Ｓ２０２で読み出したトナー劣化度と、Ｓ２０４で取得した供給ローラ電流とに基づいて、前述の表３の相対湿度テーブルを参照することにより、カートリッジ７の内部の相対湿度を求める（Ｓ２０５）。

なお、相対湿度検知動作に続いて印刷動作を行う場合、次のような動作とすることができる。つまり、制御部１０１は、相対湿度検知動作が終了した後も現像ローラ１７及び供給ローラ２０の駆動を継続した状態で、感光ドラム１の駆動（停止している場合）、帯電ローラ２への帯電バイアスの印加を開始する。そして、制御部１０１は、感光ドラム１上の帯電処理された領域が現像部に到達するタイミングに合わせて、離接機構７１により現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させて、印刷動作を開始する。

本実施例では、制御部１０１（プロセス制御部１１１ｅ）は、相対湿度検知動作の結果に基づいて、画像形成のプロセス条件（動作設定）を制御する。特に、本実施例では、画像形成のプロセス条件として、静電像の形成条件を制御する。つまり、トナーの電荷量の絶対値は、相対湿度が低いほど大きくなる。トナーの電荷量が大きいほど、所定の現像コントラストに対してトナーの移動量が少なくなる傾向がある。そのため、相対湿度が低いほど感光ドラム１上の明部電位Ｖｌと現像バイアスＶｄｒと間の電位差である現像コントラストを大きくすることが望まれる。そこで、本実施例では、露光装置３の光量を制御して、感光ドラム１の明部電位Ｖｌを制御することで、相対湿度が低いほど現像コントラストが大きくなるようにする。ここで、露光装置３の光量（露光量）は、感光ドラム１の表面の単位面積に単位時間あたりに照射される光の光量である。これにより、相対湿度によらず、画像濃度を略一定とすることができる。なお、本実施例では、現像コントラストを制御するために、相対湿度検知動作の結果を利用できる場合にはこれを利用し、利用できない場合には環境センサ３５の検知結果を利用する。

なお、画像形成のプロセス条件は、静電像の形成条件に限定されるものではなく、例えば一次転写電圧や二次転写電圧、定着装置１０の温調温度などであってもよい。

また、本実施例では、上述のトナー劣化度を求める動作は、各画像形成部Ｓについて行われる。また、本実施例では、相対湿度検知動作は、各画像形成部Ｓにおいて行われ、その検知結果が各画像形成部Ｓにおける画像形成のプロセス条件の制御に用いられる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、トナー劣化度を求める動作や相対湿度検知動作は、複数の画像形成部Ｓのうち任意の単数又は複数の画像形成部Ｓで行うことができる。

７．本実施例の効果
次に、本実施例の効果を示す実験の結果について説明する。

＜比較例＞
本実施例と比較するために比較例の画像形成装置を用意した。なお、比較例の画像形成装置の構成及び動作は、次の点を除いて実質的に本実施例の画像形成装置と同じである。比較例の画像形成装置についても、本実施例の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については同一の符号を付して説明する。上述のように、本実施例では、制御部１０１は、相対湿度検知動作によるカートリッジ７の内部の相対湿度の検知結果に基づいて、静電像の形成条件を制御する。これに対して、比較例の画像形成装置１００では、供給ローラ電流を検知する構成を有していない。そして、比較例の画像形成装置１００では、制御部１０１は、環境センサ３５によって検知された画像形成装置１００が設置されている環境（画像形成装置１００の周辺環境）の相対湿度に基づいて、静電像の形成条件を制御する。

＜実験＞
本実施例の効果を検証するため、表４に示すような３つの設置環境（画像形成装置１００の周辺環境）において画像評価（試験Ｎｏ．１〜３）を行った。試験Ｎｏ．１及び試験Ｎｏ．３では、設置環境とエアコン設定温度とが同じである。一方、試験Ｎｏ．２では、設置環境とエアコン設定温度とが異なっており、装置本体１００Ａの周辺環境の温度が急激に変化するが、カートリッジ７の内部の温度は急激には変わらない状況となる。

表４に示す３つの設置環境において、トナー劣化度が３であるカートリッジ７を用いて画像出力試験を行った場合の、本実施例と比較例とでの出力された画像の画像濃度を比較した。画像濃度は、マクベス濃度計（マクベス社製）でＳＰＩフィルターを使用して５ｍｍ角のベタ黒画像の反射濃度を測定することにより測定した。また、画像濃度の評価基準は、１．４０以上の場合にランク○、１．３０以上の場合にランク○△、それより低い場合はランク△とした。結果を表５に示す。

カートリッジ７の内部の相対湿度と環境センサ３５で検知される画像形成装置１００の周辺環境の相対湿度とが同じである試験Ｎｏ．１及び試験Ｎｏ．３では、本実施例及び比較例のいずれにおいても画像濃度のランクは○である。一方、試験Ｎｏ．２のように、カートリッジ７の内部の相対湿度と環境センサ３５で検知される画像形成装置１００の周辺環境の相対湿度とが異なる場合は、本実施例と比較例とで画像濃度に差が出た。つまり、試験Ｎｏ．２の場合に、本実施例の方法では、カートリッジ７の内部の相対湿度は５０％ＲＨと正しく検知されている。そして、この検知結果に基づいて静電像の形成条件が制御されることで、画像濃度は満足できるものとなった。一方、試験Ｎｏ．２の場合に、比較例の方法では、環境センサ３５で検知される画像形成装置１００の周辺環境の相対湿度が参照されて、カートリッジ７の内部の相対湿度も７５％ＲＨであるものとして扱われる。そのため、これに基づいて静電像の形成条件が制御されることにより、画像濃度が本実施例よりも低くなってしまった。

このように、本実施例では、画像形成装置１００は、像担持体上の静電像にトナーを供給する現像装置４を有する。また、画像形成装置１００は、現像装置４の供給ローラ２０に流れる電流を検知する電流検知部３４と、電流検知部３４の検知結果に基づいて現像装置４の周囲の湿度に関する情報を取得する制御部１０１と、を有する。本実施例では、電流の検知時に、現像ローラ１７と現像ブレード２１との間の電位差は画像形成時と略同一である。また、本実施例では、制御部１０１は、電流検知部３４の検知結果と、現像装置内のトナーの劣化度に関する情報と、に基づいて、現像装置４の周囲の湿度に関する情報を取得する。特に、本実施例では、制御部１０１は、予め設定された、電流検知部３４の検知結果と、現像装置内のトナーの劣化度に関する情報と、現像装置４の周囲の湿度に関する情報と、を関係付ける情報を用いて、現像装置４の周囲の湿度に関する情報を取得する。また、本実施例では、制御部１０１は、現像装置内のトナーの劣化度に関する情報を、現像装置４を用いて行われた画像形成におけるトナーの使用量の履歴（印刷履歴）に関する情報と、現像装置内のトナーの残量に関する情報と、に基づいて取得する。また、本実施例では、上記電流の検知時に、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差は５０Ｖ以下であり、特に、本実施例では、上記電流の検知時に、現像ローラ１７と供給ローラ２０とは略同電位である。また、本実施例では、制御部１０１は、取得した現像装置４の周囲の湿度に関する情報に基づいて、画像形成の動作設定を制御する。特に、本実施例では、該動作設定は、感光ドラム１に静電像を形成する際の動作設定である。また、本実施例では、現像ローラ１７と供給ローラ２０とは、現像ローラ１７と供給ローラ２０との当接部において互いの表面が同方向に周速差を持って移動するようにそれぞれ回転する。また、本実施例では、上記電流の検知時に、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の回転速度は画像形成時と略同一である。

以上説明したように、本実施例では、供給ローラ電流を検知し、供給ローラ電流と、トナー劣化度と、に基づいて、カートリッジ７の内部の相対湿度を検知（判断、推定）する。これにより、画像形成装置１００の周辺環境が急激に変化した場合でも、精度よくカートリッジ７の内部の相対湿度を検知することが可能である。また、本実施例では、供給ローラ電流に基づくカートリッジ７の内部の相対湿度の検知結果に基づいて、画像濃度などの現像に供されるトナーの近傍の相対湿度に影響を受ける可能性のある現象に関わる画像形成のプロセスの条件を制御する。これにより、画像形成装置１００の周辺環境が急激に変化した場合でも、現像に供されるトナーの近傍の相対湿度に影響されずに、良好な画像を出力することができる。特に、本実施例によれば、周辺環境が急激に変化した場合でも、画像濃度を略一定とすることができる。

なお、本実施例では、供給ローラ電流を検知する動作は、非画像形成時に実行した。ただし、現像バイアス、供給ローラバイアス、規制バイアスなどの設定が画像形成時と同じであり、所望の精度で供給ローラ電流を検知できる場合などには、画像形成時に供給ローラ電流の検知を行ってもよい。その場合、現像ローラ１７は感光ドラム１に当接させられていてよい。

［実施例２］
次に、本発明の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の画像形成装置のものと同じである。本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

トナー劣化度が低い場合、すなわち、外添剤がトナー母体に埋め込まれている量が少ない場合は、相対湿度による現像ローラ１７上のトナーコートのＱ／Ｓの差が小さく、供給ローラ電流に基づくカートリッジ７の内部の相対湿度の検知が難しい場合がある。このような場合には、現像ブレード２１に印加する規制バイアスを変更し、相対湿度によるトナーコートのＱ／Ｓの差を大きくすることにより、供給ローラ電流に基づくカートリッジ７の内部の相対湿度の検知精度の向上を図ることができる。

＜相対湿度の検知方法＞
実施例１では、相対湿度検知動作時には、画像形成時と同様、現像バイアスと同極性で絶対値が現像バイアスよりも１００Ｖ大きい規制バイアスを現像ブレード２１に印加した。これにより、実施例１では、画像形成時と同じトナーコート状態となるようにした。しかし、この設定では、現像ブレード２１によりトナーに付与する電荷量が大きくないため、トナーの劣化が進んでいない状態ではカートリッジ７の内部の相対湿度の検知が難しい場合がある。

そこで、本実施例では、相対湿度検知動作において、現像ブレード２１に印加する規制バイアスの絶対値を実施例１よりも大きくして、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差を実施例１よりも大きくすることを行う。つまり、現像ブレード２１によりトナーに付与する電荷量を増やし、相対湿度によるトナーコートのＱ／Ｓの差を大きくする。これによって、供給ローラ電流に基づくカートリッジ７の内部の相対湿度の検知精度の向上を図る。

表６及び図１０はそれぞれ、測定環境の相対湿度を変えて、供給ローラ電流と、現像ローラ１７と現像ブレード２１との間の電位差と、の関係を調べた結果を示す表及びグラフ図である。トナー劣化度が１であるカートリッジ７を用いて、規制バイアスを変えた場合の供給ローラ電流を３種類の相対湿度（１０％ＲＨ、５０％ＲＨ、８０％ＲＨ）で測定した。供給ローラ電流は、供給ローラ２０と現像ローラ１７とを略同電位として駆動した状態で測定した。なお、現像バイアス、供給バイアスは、それぞれ−３００Ｖで固定した。

表６及び図１０から、全ての場合において、現像ローラ１７と現像ブレード２１との間の電位差を大きくすると、供給ローラ電流の絶対値が大きくなることがわかる。これは、前述した通り、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差を大きくすることで、トナーに付与する電荷量が増え、現像ローラ１７上のトナーコートのＱ／Ｓの絶対値が大きくなるためである。

さらに、相対湿度によってトナーに付与される電荷量が異なるので、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差を変えた場合の供給ローラ電流の変化量は、相対湿度によって変わる。図１１は、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差を１００Ｖから３００Ｖに変えた場合の、供給ローラ電流の変化量と相対湿度との関係を調べた結果を示すグラフ図である。相対湿度が１０％ＲＨの場合は、供給ローラ電流の変化量は０．１９μＡである。一方、相対湿度が８０％ＲＨと大きい場合は、変化量が０．０３μＡであり、前者と比べて差がある。そのため、現像ブレード２１に印加する規制バイアスを変えた場合の供給ローラ電流の変化量を測定することによって、相対湿度の検知がより容易になる。

表７は、現像ブレード２１に印加する規制バイアスを変えて供給ローラ電流を測定する実験を繰り返し行うことで作成した、トナー劣化度とカートリッジ７の内部の相対湿度と供給ローラ電流差との関係を示すテーブルである。

本実施例では、表７に示すようなテーブル（相対湿度テーブル）が予め求められてＲＯＭ１１２に格納される。

＜動作手順＞
次に、図１２のフローチャートを用いて、本実施例におけるカートリッジ７の内部の相対湿度を検知する動作（相対湿度検知動作）について説明する。本実施例では、相対湿度検知動作において、トナー劣化度に応じて、使用する相対湿度テーブルを変更し、カートリッジ７の内部の相対湿度をより精度よく検知することを可能とする。

なお、トナー劣化度を求める動作は、図８のフローチャートに示す実施例１のものと同じであるので説明を省略する。

制御部１０１は、相対湿度検知動作の実行タイミングが到来すると、該動作を開始させる（Ｓ３０１）。相対湿度検知動作の実行タイミングについては実施例１で説明したとおりである。次に、制御部１０１は、カートリッジメモリ３６からトナー劣化度を読み出す（Ｓ３０２）。次に、制御部１０１は、トナー劣化度が４以上であるか否かを判断する（Ｓ３０３）。

次に、制御部１０１は、Ｓ３０３でトナー劣化度が４以上であると判断した場合は、次のような処理を行う。つまり、実施例１における図９のＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５とそれぞれ同じであるＳ３０４、Ｓ３０５、Ｓ３０６の工程により、前述の表３の相対湿度テーブルを用いてカートリッジ７の内部の相対湿度を求める。

一方、制御部１０１は、Ｓ３０３でトナー劣化度が４以上ではない（すなわち、４未満である）と判断した場合は、次のような処理を行う。つまり、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の駆動、並びに、現像ローラ１７、供給ローラ２０及び現像ブレード２１のそれぞれへの現像バイアス、供給バイアス及び規制バイアスの印加を開始する（Ｓ３０７）。このとき、現像ローラ１７及び供給ローラ２０は、画像形成時と同じ回転速度（周速）で回転駆動される。また、このとき、現像ローラ１７と供給ローラ２０とには、それぞれ現像ローラ１７と供給ローラ２０とが略同電位となるように現像バイアス（本実施例では−３００Ｖ）と供給バイアス（本実施例では−３００Ｖ）とが印加される。また、このとき、現像ブレード２１には、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差が１００Ｖ（画像形成時と略同一の電位差）となるように規制バイアス（本実施例では−４００Ｖ）が印加される。また、このとき、現像ローラ１７は、離接機構７１により感光ドラム１から離間させられている。なお、このとき感光ドラム１の駆動は停止されていてもよいし、回転駆動されていてもよい。次に、制御部１０１は、電流検知部３４による供給ローラ電流の検知を行う（Ｓ３０８）。このとき、制御部１０１は、予め設定された所定の時間にわたり電流検知部３４の検知結果を取得し、例えばその平均値を供給ローラ電流の検知結果として求める。

次に、制御部１０１は、現像ブレード２１に印加する規制バイアスを、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差が３００Ｖ（画像形成時よりも大きい電位差）となる規制バイアス（本実施例では−６００Ｖ）に切り替える（Ｓ３０９）。次に、制御部１０１は、電流検知部３４による供給ローラ電流の検知を行う（Ｓ３１０）。このとき、制御部１０１は、予め設定された所定の時間にわたり電流検知部３４の検知結果を取得し、例えばその平均値を供給ローラ電流の検知結果として求める。

次に、制御部１０１は、Ｓ３０８、Ｓ３１０でそれぞれ取得した供給ローラ電流の差を求める（Ｓ３１１）。次に、制御部１０１は、Ｓ３０２で読み出したトナー劣化度と、Ｓ３１１で取得した供給ローラ電流差と、に基づいて、前述の表７の相対湿度テーブルを参照することにより、カートリッジ７の内部の相対湿度を求める（Ｓ３１２）。

＜実験＞
本実施例の効果を検証するため、２３℃／５０％ＲＨ（試験Ｎｏ．４）、２３℃／３０％ＲＨ（試験Ｎｏ．５）、２３℃／１０％ＲＨ（試験Ｎｏ．６）の３つの設置環境（画像形成装置１００の周辺環境）において画像評価を行った。トナー劣化度が１であるカートリッジ７を用いて画像出力試験を行い、実施例１の方法と本実施例の方法とで画像濃度を比較した。画像濃度は、実施例１と同様に、マクベス濃度計を用いて測定した。また、画像濃度の評価基準も実施例１と同じであり、１．４０以上の場合にランク○、１．３０以上の場合にランク○△、それより低い場合はランク△とした。結果を表８に示す。

実施例１の方法と本実施例の方法とで求めたカートリッジ７の内部の相対湿度が同じである試験Ｎｏ．４及び試験Ｎｏ．６では、実施例１及び本実施例のいずれにおいても画像濃度のランクは○である。一方、試験Ｎｏ．５のように、実施例１の方法と本実施例の方法とで求めたカートリッジ７の内部の相対湿度が異なる場合は、実施例１と本実施例とで画像濃度が異なっている。試験Ｎｏ．５の場合に、本実施例の方法では、カートリッジ７の内部の相対湿度は３０％ＲＨと正しく検知されている。そして、この検知結果に基づいて静電像の形成条件が制御されることで、画像濃度は満足できるものとなった。一方、試験Ｎｏ．５の場合に、実施例１の方法では、カートリッジ７の内部の相対湿度は５０％ＲＨであるとして検知されている。そのため、この検知結果に基づいて静電像の形成条件が制御されることにより、画像濃度が本実施例よりも低くなってしまった。

このように、本実施例では、制御部１０１は、現像ローラ１７と現像ブレード２１との間の電位差が第１の電位差であるときの電流検知部３４の検知結果と、現像ローラ１７と現像ブレード２１との間の電位差が第１の電位差よりも大きい第２の電位差であるときの電流検知部３４の検知結果と、の差分に基づいて、現像装置４の周囲の湿度に関する情報を取得する。本実施例では、第１の電位差は画像形成時の現像ローラ１７と現像ブレード２１との間の電位差と略同一であり、第２の電位差は画像形成時の現像ローラ１７と現像ブレード２１との間の電位差よりも大きい。また、本実施例では、制御部１０１は、上記差分と、現像装置内のトナーの劣化度に関する情報と、に基づいて、現像装置４の周囲の湿度に関する情報を取得する。特に、本実施例では、制御部１０１は、予め設定された、上記差分と、現像装置内のトナーの劣化度に関する情報と、現像装置４の周囲の湿度に関する情報と、を関係付ける情報を用いて、現像装置４の周囲の湿度に関する情報を取得する。

以上説明したように、本実施例では、現像ブレード２１に印加する規制バイアスを変えて供給ローラ電流を検知し、供給ローラ電流差を用いてカートリッジ７の内部の相対湿度を検知（判断、推定）する。これにより、特にトナー劣化度が小さい場合に、実施例１よりも精度よくカートリッジ７の内部の相対湿度を検知することが可能である。

なお、本実施例では、相対湿度検知動作において、トナー劣化度が所定の閾値未満の場合に、供給ローラ電流差を用いる制御に切り替えたが、トナー劣化度にかかわらず常に供給ローラ電流差を用いる制御としてもよい。

また、前述のように、現像ブレード２１に印加する規制バイアスの絶対値を大きくすることで、相対湿度によるトナーコートのＱ／Ｓの差を大きくすることにより、供給ローラ電流に基づくカートリッジ７の内部の相対湿度の検知精度の向上を図ることができる。そのため、相対湿度検知動作において、供給ローラ電流差を用いずに、規制バイアスの絶対値を画像形成時よりも大きくして、実施例１と同様の制御を行うことができる。これによっても、相応に供給ローラ電流に基づくカートリッジ７の内部の相対湿度の検知精度の向上を図ることができる。

［実施例３］
次に、本発明の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の画像形成装置のものと同じである。本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

カートリッジ７の内部の相対湿度が画像形成装置１００の通常の動作範囲内で変化する場合には、実施例１、２の方法で検知したカートリッジ７の内部の相対湿度に基づいて画像形成のプロセス条件を制御することで、良好な画像濃度を出力することができる。

本実施例では、カートリッジ７の内部の相対湿度が画像形成装置１００の通常の動作範囲外で変化する場合を扱う。具体的には、カートリッジ７の内部のトナー、感光ドラム１、現像ローラ１７などに対して結露が発生し、スジなどの画像不良が発生する可能性がある場合を扱う。

例えば、屋外にある保管庫のような低温低湿（例えば気温５℃／湿度２０％ＲＨ）環境下から搬出されたばかりのカートリッジ７を、屋内の高温高湿（例えば気温３０℃／湿度８０％ＲＨ）環境下に設置された装置本体１００Ａに装着した場合を考える。気温５℃／湿度２０％ＲＨの保管庫にあるカートリッジ７を、気温３０℃／湿度８０％ＲＨの屋内に持ち込んだ直後において、カートリッジ７の表面は約５℃のままである。この結果、カートリッジ７の表面は温度３０℃／相対湿度８０％ＲＨの室内における露点温度（９．６℃）を超え、カートリッジ７の表面で空気中の水蒸気が凝集する。つまり、装置本体１００Ａに装着されたカートリッジ７は、トナー、感光ドラム１、現像ローラ１７などの表面が結露を起こした状態（空気中の水蒸気量が飽和水蒸気量を超え、相対湿度が１００％ＲＨとなる状態）となる。このようにトナー、感光ドラム１、現像ローラ１７などが結露した状態で画像形成を行った場合、スジなどの画像不良が発生する場合がある。

本実施例では、供給ローラ電流に基づくカートリッジ７の内部の相対湿度（以下、「相対湿度（１）」という。）と、環境センサ３５により検知される画像形成装置１００が設置されている環境（画像形成装置１００の周辺環境）の相対湿度（以下、「相対湿度（２）」という。）と、を比較する。これにより、カートリッジ７のトナー、感光ドラム１、現像ローラ１７などの表面の結露状態を検知する。

以下、図１３のフローチャートを用いて、本実施例におけるのカートリッジ７のトナー、感光ドラム１、現像ローラ１７などの表面の結露状態を検知する動作（ここでは、「結露検知動作」ともいう。）について説明する。図１４（ｂ）に示すように、本実施例では、制御部１０１のＣＰＵ１１１は、プログラムを実行することで、図１４（ａ）に示すものに加え、結露状態検知部１１１ｆ、回復動作制御部１１１ｇとして機能する。

制御部１０１は、カートリッジ７が交換されたことを検知すると、本実施例の結露検知動作を開始する（Ｓ４０１）。本実施例では、制御部１０１は、カートリッジメモリ３６に記憶されている識別情報を読み取ることで、カートリッジ７が交換されたことを検知できるようになっている。ただし、これに限定されるものではなく、制御部１０１が、例えばカートリッジ７の装着や、カートリッジ７の着脱のための装置本体１００Ａの扉の開閉を検知した際に本実施例の結露検知動作を開始するようにしてもよい。

制御部１０１は、結露検知動作を開始すると、まず、環境センサ３５による画像形成装置１００が設置されている環境の相対湿度（２）の検知結果を取得する（Ｓ４０２）。次に、制御部１０１は、カートリッジメモリ３６からトナー劣化度を読み出す（Ｓ４０３）。なお、カートリッジ７が新品の場合、カートリッジメモリ３６にはトナー劣化度として「１」が記憶されているものとする。

次に、制御部１０１は、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の駆動、並びに、現像ローラ１７、供給ローラ２０及び現像ブレード２１のそれぞれへの現像バイアス、供給バイアス及び規制バイアスの印加を開始する（Ｓ４０４）。このとき、現像ローラ１７及び供給ローラ２０は、画像形成時よりも低い回転速度（周速）で回転駆動される。また、このとき、現像ローラ１７と供給ローラ２０とには、それぞれ現像ローラ１７と供給ローラ２０とが略同電位となるように現像バイアス（本実施例では−３００Ｖ）と供給バイアス（本実施例では−３００Ｖ）とが印加される。また、このとき、現像ブレード２１には、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差が画像形成時と略同一の電位差となるように規制バイアス（本実施例では−４００Ｖ）が印加される。また、このとき、現像ローラ１７は、離接機構７１により感光ドラム１から離間させられている。なお、このとき感光ドラム１の駆動は停止されていてもよいし、回転駆動されていてもよい。ここで、現像ローラ１７及び供給ローラ２０を画像形成時よりも低速で回転駆動するのは、結露状態であった場合のトナー、現像ローラ１７、供給ローラ２０などのダメージを抑制するなどのためである。

次に、制御部１０１は、電流検知部３４による供給ローラ電流の検知を行う（Ｓ４０５）。このとき、制御部１０１は、予め設定された所定の時間にわたり電流検知部３４の検知結果を取得し、例えばその平均値を供給ローラ電流の検知結果として求める。次に、制御部１０１は、Ｓ４０３で読み出したトナー劣化度と、Ｓ４０５で取得した供給ローラ電流とに基づいて、実施例１における表３と同様の相対湿度テーブルを参照することにより、カートリッジ７の内部の相対湿度（１）を求める（Ｓ４０６）。ここで、相対湿度テーブルは、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の回転速度に応じたものが予め設定されていてよい。

次に、制御部１０１（結露状態検知部１１１ｆ）は、Ｓ４０６で取得した相対湿度（１）とＳ４０２で取得した相対湿度（２）とを用いて次のような比較処理を行う（Ｓ４０７）。つまり、本実施例では、相対湿度（１）が１００％であり、かつ、相対湿度（１）−相対湿度（２）＞１０％ＲＨである、という条件を満たすか否かを判断する。ここで、相対湿度（１）が１００％であり、かつ、相対湿度（１）−相対湿度（２）＞１０％ＲＨを満たす場合は、次のことを示す。つまり、画像形成装置１００が設置されている環境自体は相対湿度１００％ＲＨではなく、カートリッジ７の内部のみが相対湿度１００％ＲＨであり、カートリッジ７のトナー、感光ドラム１、現像ローラ１７などが結露状態であることを示す。なお、上記条件における「１０％ＲＨ」は、相対湿度（１）と相対湿度（２）との間に、カートリッジ７の結露状態を示す有意な差があることを判断するための閾値である。そして、この場合、カートリッジ７のトナー、感光ドラム１、現像ローラ１７などが結露状態であると判断することができる。

例えば、環境センサ３５で検知された環境が気温２５℃／湿度６５％ＲＨであるものとする。また、検知された供給ローラ電流が−０．０１μＡ未満であり、相対湿度テーブルを参照することにより相対湿度（１）が１００％ＲＨであることが検知されたものとする。このとき、Ｓ４０７では、相対湿度（１）が１００％ＲＨであり、かつ、相対湿度（１）−相対湿度（２）＝１００％ＲＨ−６５％ＲＨ＝３５％＞１０％であり、上記条件を満たすと判断される。この場合、カートリッジ７のトナー、感光ドラム１、現像ローラ１７などが結露状態であると判断することができる。

そして、制御部１０１は、Ｓ４０７で結露状態であると判断した場合は、所定の回復シーケンスを実行する（Ｓ４０８）。本実施例では、回復シーケンスとして、感光ドラム１、現像ローラ１７、供給ローラ２０の駆動を停止した状態で、ファン７３を画像形成時よりも大きい風量となる回転速度（本実施例では全速）で所定の時間（本実施例では３０分間）駆動した。なお、上記装置本体１００Ａに設けられた送風手段としてのファン７３は、装置本体１００Ａの外側から内側へ空気を吸引するものであっても、装置本体１００Ａの内側から外側へと空気を排出するものであってもよい。ファン７３の風量は、一般に、単位時間当たりに送ることのできる風の量（例えばｍ^３／ｍｉｎ）などで表されるが、ファンの回転速度（あるいは回転数）で代表することができる。

ここで、回復シーケンスとしては、画像形成のプロセス条件やその他の制御の変更を行ってもよい。回復シーケンスは、例えば、結露が発生しないようにカートリッジ７の内部の相対湿度を下げるための動作、あるいは結露状態での動作によるトナーや部材のダメージを抑制するための動作の少なくとも１つを含んでいる。典型的には、送風や加熱（加温）により装置本体１００Ａ内を除湿する動作、あるいは回転部材の回転速度を低速に変更したり停止したりする動作の少なくとも１つを含んでいる。回復シーケンスは、次に例示するもののうち少なくとも１つを含む動作とすることができる。感光ドラム１の駆動速度を変更する（より詳細には低下させる）動作。感光ドラム１の駆動を停止する動作。現像ローラ１７の駆動速度を変更する（より詳細には低下させる）動作。現像ローラ１７の駆動を停止する動作。現像装置４内のトナーを攪拌する部材の駆動速度を変更する（より詳細には低下させる）動作。該攪拌する部材の駆動を停止する動作。現像装置４にトナーを補給する部材の駆動速度を変更する（より詳細に低下させる）動作。該補給する部材の駆動を停止する動作。画像形成装置内への空気の吸入又は画像形成装置内からの空気の排出を行うファン７３の駆動を開始する動作。該ファン７３の駆動速度を変更する（より詳細には上昇させる）動作。トナー像が転写された記録材Ｐを加熱する定着装置（像加熱装置）１０が備えるヒータを加熱する動作。該ヒータの温調温度を変更する（より詳細には上昇させる）動作。現像装置４からのトナーの吐き出し（パージ）動作を停止する動作。

一方、制御部１０１は、Ｓ４０７で結露状態ではないと判断した場合は、結露検知動作を終了する。

このように、本実施例では、画像形成装置１００は、画像形成装置１００の環境の湿度に関する情報を検知する環境センサ３５を有する。そして、制御部１０１は、電流検知部３４の検知結果に基づいて取得した現像装置４の周囲の湿度に関する情報と、環境センサ３５により検知された画像形成装置１００の環境の湿度に関する情報と、に基づいて、結露状態に関する情報を取得する。本実施例では、制御部１０１は、現像装置４の周囲の湿度に関する情報が示す相対湿度が１００％ＲＨであり、かつ、現像装置４の周囲の湿度に関する情報が示す相対湿度から環境センサ３５の検知結果が示す画像形成装置１００の環境の相対湿度を引いた値が所定の閾値より大きい場合に、上記結露状態に関する情報が結露が発生し得る状態であることを示すものと判断する。そして、本実施例では、制御部１０１は、上記結露状態に関する情報が結露が発生し得る状態であることを示す場合に、その後最初の画像形成が開始される前に、上記結露状態に関する情報が結露が発生し得る状態であることを示さない場合とは異なる所定の動作（回復シーケンス）を実行する。この所定の動作は、上記例示したもののうち少なくとも１つを含む動作であってよい。また、本実施例では、電流検知部３４による電流の検知時に、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の回転速度は画像形成時よりも小さい。

以上説明したように、本実施例によれば、供給ローラ電流を検知することによって、カートリッジ７の周辺の結露状態を検知することができる。そして、結露状態から回復するための結露回復動作を実行することで、スジなどの画像不良の発生を抑制することができる。

［その他］
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に限定されるものではない。

上述の実施例では、現像装置はプロセスカートリッジとして画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とされたが、現像装置が実質的に単体で画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とされていてもよい。

また、上述の実施例では、カラー画像形成装置を例示したが、本発明はモノクロ画像形成装置に適用してもよい。また、上述の実施例では中間転写方式を採用した画像形成装置を例示したが、記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ね合わせるようにして転写する直接転写方式を採用した画像形成装置に本発明を適用してもよい。

また、上述の実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、又はプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などのうち複数の機能を有する複合機などの他の画像形成装置に適用してもよい。

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像装置
７ プロセスカートリッジ
１７ 現像ローラ
２０ 供給ローラ
２１ 現像ブレード
３４ 電流検知部
３５ 環境センサ
１００ 画像形成装置

Claims (21)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   トナーを担持して搬送する回転可能な現像剤担持体、前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体にトナーを供給する回転可能な供給部材、及び前記現像剤担持体に供給されたトナーの量を規制する規制部材を備え、前記像担持体上の静電像にトナーを供給する現像装置と、
   前記供給部材に流れる電流を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段の検知結果に基づいて前記現像装置の周囲の湿度に関する情報を取得する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電流の検知時に、前記現像剤担持体と前記規制部材との間の電位差は画像形成時と略同一であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電流の検知時に、前記現像剤担持体と前記規制部材との間の電位差は画像形成時よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記電流検知手段の検知結果と、前記現像装置内のトナーの劣化度に関する情報と、に基づいて、前記現像装置の周囲の湿度に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、予め設定された、前記電流検知手段の検知結果と、前記現像装置内のトナーの劣化度に関する情報と、前記現像装置の周囲の湿度に関する情報と、を関係付ける情報を用いて、前記現像装置の周囲の湿度に関する情報を取得することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記現像剤担持体と前記規制部材との間の電位差が第１の電位差であるときの前記電流検知手段の検知結果と、前記現像剤担持体と前記規制部材との間の電位差が前記第１の電位差よりも大きい第２の電位差であるときの前記電流検知手段の検知結果と、の差分に基づいて、前記現像装置の周囲の湿度に関する情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の電位差は画像形成時の前記現像剤担持体と前記規制部材との間の電位差と略同一であり、前記第２の電位差は画像形成時の前記現像剤担持体と前記規制部材との間の電位差よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記差分と、前記現像装置内のトナーの劣化度に関する情報と、に基づいて、前記現像装置の周囲の湿度に関する情報を取得することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、予め設定された、前記差分と、前記現像装置内のトナーの劣化度に関する情報と、前記現像装置の周囲の湿度に関する情報と、を関係付ける情報を用いて、前記現像装置の周囲の湿度に関する情報を取得することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記現像装置内のトナーの劣化度に関する情報を、前記現像装置を用いて行われた画像形成におけるトナーの使用量の履歴に関する情報と、前記現像装置内のトナーの残量に関する情報と、に基づいて取得することを特徴とする請求項４、５、８、９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記電流の検知時に、前記現像剤担持体と前記供給部材との間の電位差は５０Ｖ以下であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記電流の検知時に、前記現像剤担持体と前記供給部材とは略同電位であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、取得した前記現像装置の周囲の湿度に関する情報に基づいて、画像形成の動作設定を制御することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
14. 前記動作設定は、前記像担持体に静電像を形成する際の動作設定であることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記画像形成装置の環境の湿度に関する情報を検知する環境検知手段を有し、
    前記制御手段は、前記電流検知手段の検知結果に基づいて取得した前記現像装置の周囲の湿度に関する情報と、前記環境検知手段により検知された前記画像形成装置の環境の湿度に関する情報と、に基づいて、結露状態に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
16. 前記制御手段は、前記現像装置の周囲の湿度に関する情報が示す相対湿度が１００％ＲＨであり、かつ、前記現像装置の周囲の湿度に関する情報が示す相対湿度から前記環境検知手段の検知結果が示す前記画像形成装置の環境の相対湿度を引いた値が所定の閾値より大きい場合に、前記結露状態に関する情報が結露が発生し得る状態であることを示すものと判断することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記制御手段は、前記結露状態に関する情報が結露が発生し得る状態であることを示す場合に、その後最初の画像形成が開始される前に、前記結露状態に関する情報が結露が発生し得る状態であることを示さない場合とは異なる所定の動作を実行することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像形成装置。
18. 前記所定の動作は、前記像担持体の駆動速度を変更する動作、前記像担持体の駆動を停止する動作、前記現像剤担持体の駆動速度を変更する動作、前記現像剤担持体の駆動を停止する動作、前記現像装置内のトナーを攪拌する部材の駆動速度を変更する動作、前記現像装置内のトナーを攪拌する部材の駆動を停止する動作、前記現像装置にトナーを補給する部材の駆動速度を変更する動作、前記現像装置にトナーを補給する部材の駆動を停止する動作、前記画像形成装置内への空気の吸入又は前記画像形成装置内からの空気の排出を行うファンの駆動を開始する動作、前記ファンの駆動速度を変更する動作、トナー像が転写された記録材を加熱する像加熱装置が備えるヒータを加熱する動作、前記ヒータの温調温度を変更する動作のうち少なくとも１つを含む動作であることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
19. 前記現像剤担持体と前記供給部材とは、前記現像剤担持体と前記供給部材との当接部において互いの表面が同方向に周速差を持って移動するようにそれぞれ回転することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
20. 前記電流の検知時に、前記現像剤担持体及び前記供給部材の回転速度は画像形成時と略同一であることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
21. 前記電流の検知時に、前記現像剤担持体及び前記供給部材の回転速度は画像形成時よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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