(57)【要約】【課題】低コストで精度よく画質補正を行うことができる画像形成装置及びプログラムを提供する。【解決手段】少なくとも温度及び湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出手段と、像保持体の膜厚を検知する膜厚検知手段と、環境情報検出手段の検知情報を取り込む制御手段とを備え、環境情報検出手段は検出されたアナログ値をデジタル変換することなく直接前記制御手段に送出するとともに、制御手段が膜厚検知手段の検知結果に基づいて、環境情報検出手段の検知情報を割り込み回数として直接計測して取り込むタイミングを決定し、膜厚検知手段の検知情報が予め定められた閾値を超えるまでは、予め定められた最低周期の変換タイミングを選択する。【選択図】図６
2014077944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも温度及び湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出手段と、
像保持体の膜厚を検知する膜厚検知手段と、
前記環境情報検出手段の検知情報を取り込む制御手段と、を備え、
前記環境情報検出手段は検出されたアナログ値をデジタル変換することなく直接前記制御手段に送出するとともに、前記制御手段が前記膜厚検知手段の検知結果に基づいて、前記環境情報検出手段の検知情報を取り込むタイミングを決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記膜厚検知手段の検知情報が予め定められた閾値を超えるまでは、予め定められた最低周期のタイミングを選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記環境情報検出手段が検出する前記検知情報を割り込み回数として直接計測する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
コンピュータに、
温度及び湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出機能と、
像保持体の膜厚を検知する膜厚検知機能と、
前記環境情報を取り込む制御機能と、
前記膜厚検知機能で検知された膜厚情報に基づいて、前記環境情報を取り込むタイミングを決定する機能と、
を実現するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
湿度センサによる出力と温度センサによる出力とを、Ａ／Ｄ変換装置によりＡ／Ｄ変換した温湿度データに基づき、あらかじめ制御装置内に記憶した制御式を選択し、温湿度データを代入して、相対湿度、絶対湿度または混合比を求める湿度測定装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−８８１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、低コストで精度よく画質補正を行うことができる画像形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置は、
少なくとも温度及び湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出手段と、
像保持体の膜厚を検知する膜厚検知手段と、
前記環境情報検出手段の検知情報を取り込む制御手段と、を備え、
前記環境情報検出手段は検出されたアナログ値をデジタル変換することなく直接前記制御手段に送出するとともに、前記制御手段が前記膜厚検知手段の検知結果に基づいて、前記環境情報検出手段の検知情報を取り込むタイミングを決定する、
ことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画形成装置において、
前記制御手段が、前記膜厚検知手段の検知情報が予め定められた閾値を超えるまでは、予め定められた最低周期のタイミングを選択する、
ことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記制御手段が、前記環境情報検出手段が検出する前記検知情報を割り込み回数として直接計測する、
ことを特徴とする。
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項４記載のプログラムは、
コンピュータに、
温度及び湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出機能と、
像保持体の膜厚を検知する膜厚検知機能と、
前記環境情報を取り込む制御機能と、
前記膜厚検知機能で検知された膜厚情報に基づいて、前記環境情報を取り込むタイミングを決定する機能と、
を実現する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低コストで精度よく画質補正を行うことができる画像形成装置及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置１の内部構成を示す縦断面模式図である。
【図２】画像形成装置１の画像形成動作を制御する制御装置１０の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】湿度センサ１８の回路構成の一例を示す回路図である。
【図４】湿度センサ１８の特性の一例を示す図である。
【図５】湿度センサ１８が検出する湿度と、出力波形の周波数と、ＣＰＵでの変換タイミングとの関係の一例を示す図である。
【図６】画像形成装置１のコントローラ１１が湿度情報に基づいて行う画質補正の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。
【００１２】
（１）画像形成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す縦断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置１の全体構成及び動作を説明する。
【００１３】
画像形成装置１は、制御装置１０、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、露光装置５０、転写装置６０、搬送ガイド部７０、定着装置８０、とを備えて構成されている。画像形成装置１の上面は、画像が記録された用紙が排出・収容される排出トレイ１ｂとされている。画像形成装置１の後面には、紙詰まりや内部の点検等をする場合に、画像形成装置１内部を開放する後カバー１ａが回転可能に支持されている。
【００１４】
制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御するコントローラ１１と、コントローラ１１により作動を制御される画像処理部１０２、搬送制御部１０３、露光制御部１０４、画像形成制御部１０５、電源制御部１０６、回転制御部１０７等を有する。コントローラ１１には、外部の情報処理装置（例えばパーソナルコンピュータ等）Ｃから各種のコマンドや画像信号等が入力される。
画像処理部１０２は、外部の情報処理装置Ｃから入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して露光制御部１０４に出力する。露光制御部１０４は、入力された画像情報に応じて駆動信号を露光装置５０に出力する。
電源制御部１０６は、帯電ローラ３２、現像ローラ４２、転写ローラ６１等に電圧を印加する。
回転制御部１０７は、感光体ドラム３１、現像ローラ４２、定着ローラ８１等の回転速度を制御する。
【００１５】
画像形成装置１の底部には、給紙装置２０が設けられている。給紙装置２０は、用紙積載板２１を備え、用紙積載板２１の上面には多数の記録媒体としての用紙が積載される。用紙積載板２１に積載され、規制板（不図示）で幅方向位置が決められた用紙は、上側から１枚ずつ用紙引き出し部２２により前方（−Ｘ方向）に引き出された後、用紙搬送経路７１ａ、７１ｂをレジストローラ対２３のニップ部まで搬送される。
【００１６】
感光体ユニット３０は、給紙装置２０の上方（Ｚ方向）に設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム３１を備えている。感光体ドラム３１の回転方向にそって、帯電ローラ３２、露光装置５０、現像装置４０、転写ローラ６１、クリーニングブレード３４が配置されている。帯電ローラ３２には、帯電ローラ３２の表面をクリーニングするクリーニングローラ３３が対向、接触して配置されている。
【００１７】
現像装置４０は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング４１を有する。現像ハウジング４１内には、感光体ドラム３１に対向して配置された現像ローラ４２と、この現像ローラ４２の背面側斜め下方には現像剤を現像ローラ４２側へ撹拌搬送するパドルホイール４３が配置されている。更に、このパドルホイール４３の背面側には撹拌搬送用の一対のオーガ４４、４５が配設されている。現像ローラ４２には、現像剤の層厚を規制する層規制ロール４６が近接配置されている。
【００１８】
現像ハウジング４１の前側（Ｘ方向）上面には、トナー補給口４１ｃが形成されており、トナー補給口４１ｃには、前方に延びるトナー補給機構４７が連結されている。トナー補給機構４７内部には、補給オーガ４８が回転可能に支持されている。トナー補給機構４７の前端には、カートリッジホルダ４９が連結されており、トナーカートリッジＴｃからのトナーが流入する。したがって、現像装置４０でのトナーの消費量に応じて、補給オーガ４８が駆動され、現像装置４０にトナーカートリッジＴｃから現像剤が補給される。
【００１９】
回転する感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により帯電され、露光装置５０から出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム３１上に形成された静電潜像は現像ローラ４２によりトナー像として現像される。
【００２０】
転写装置６０は、転写ローラ６１を感光体ドラム３１に切離可能に支持する後カバー１ａと、感光体ドラム３１とニップを形成する転写ローラ６１とから構成されている。転写ローラ６１には、コントローラ１１により制御される電源装置１６等から転写電圧が印加され、レジストローラ対２３から送り出され、搬送ガイド７２ａ、７２ｂにより案内された用紙に感光体ドラム３１上のトナー像を転写する。
【００２１】
感光体ドラム３１表面の残留トナーは、クリーニングブレード３４により除去され、感光体ドラム３１を支持するハウジング内部に回収される。感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により再帯電される。尚、クリーニングブレード３４で除去しきれず帯電ローラ３２に付着した残留物は、帯電ローラ３２に接触して回転するクリーニングローラ３３表面に捕捉され、蓄積される。
【００２２】
定着装置８０は一対の定着ローラ８１、８２を有し、一対の定着ローラ８１、８２の圧接領域によって定着領域が形成される。
転写装置６０においてトナー像が転写された用紙は、トナー像が未定着の状態で搬送ガイド７３を経由して定着装置８０に搬送される。定着装置８０に搬送された記録媒体は、一対の定着ロール８１、８２により圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。定着トナー像が形成された用紙は、搬送ガイド７４ａ，７４ｂによってガイドされ、排出ローラ対８３から画像形成装置１上面の排出トレイ１ｂに排出される。
【００２３】
駆動装置９０は、画像形成装置１の側面側に配置され（図１において不図示）、回転駆動するメインモータ９１と、シャフトに回転可能に支持された複数のギア群と、からなる。
駆動装置９０は、コントローラ１１によって回転制御部１０７を介して回転制御され、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、転写装置６０、定着装置８０を回転駆動する。
【００２４】
このように構成された画像形成装置１では、給紙装置２０の用紙積載板２１から用紙引き出し部２２により引き出された用紙を用紙搬送経路７１ａ、７１ｂを経由してレジストローラ対２３のニップ部まで導き、所定のタイミングをとって転写ローラ６１と感光体ドラム３１との間を通してトナー像を転写する。
そして、この用紙に転写されたトナー像を定着装置８０により定着し、画像が形成された用紙を排出ローラ対８３から画像形成装置１のハウジング上面及び排出トレイ１ｂに排出する動作を行う。
【００２５】
（２）制御装置の構成
（２．１）制御装置のブロック構成
図２は本実施形態に係る画像形成装置１の画像形成動作を制御する制御装置１０の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００２６】
制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御するコントローラ１１と、画像処理部１０２、搬送制御部１０３、露光制御部１０４、画像形成制御部１０５、電源制御部１０６、回転制御部１０７、膜厚検知部１９等から構成されている。
コントローラ１１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の組み合わせからなり、メモリに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成装置１の画像形成動作制御を行う。
【００２７】
（２．２）湿度センサ
制御手段としてのコントローラ１１には、環境情報検出手段の一例としての湿度センサ１８が接続されている。湿度センサ１８は、湿度の変化に応じて感湿素子が水蒸気を吸湿・脱湿することにより、大気中に含まれる水蒸気の量を計測し、その計測量を温度に対応する飽和水蒸気量で割ることによって相対湿度ＲＨ（％）を算出する。
湿度センサ１８の取り付け位置は、画像形成装置１のハウジング内で、画像形成時の温度・湿度変化が大きい場所から離れた場所であることが好ましい。
本実施形態では、主として湿度センサ１８からの情報を、帯電ローラ３２、現像ローラ４２、転写ローラ６１等に印加するバイアス電圧の制御に適用するようになっており、感光体ユニット３０、現像装置４０、転写装置６０の近傍に設けて、コントローラ１１とハーネスで接続されている。
【００２８】
図３に、湿度センサ１８の回路構成の一例を示す。湿度センサ１８は、高分子抵抗型のセンサであり、出力振幅及び周波数を一定にした発信出力を発振回路１８１からコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１を介して加える。
湿度センサ１８の出力は、コンデンサＣ２を介して、直接コントローラ１１に入力される。すなわち、湿度センサ１８の出力を増幅回路や、ＡＤ／ＤＡ変換器を用いることなく、コントローラ１１へ取り込んでいる。
【００２９】
図４は、湿度センサ１８の特性の一例を示す図である。本実施形態の湿度センサ１８は、検出される湿度変化を周波数に変換して出力し、横軸に相対湿度、縦軸に出力される周波数を、それぞれ環境温度との関係で示してある。
図中、Ａ点は低温・低湿環境である温度１１°Ｃ、相対湿度２０％ＲＨ、Ｂ点は中温・中湿環境である温度２１°Ｃ、相対湿度５０％ＲＨ、Ｃ点は高温・高湿環境である温度３１°Ｃ、相対湿度８０％ＲＨである点をそれぞれ示している。
【００３０】
図４の湿度センサ１８の特性図によれば、検出された湿度に応じて出力される周波数の範囲が広範囲となっている。例えば、低温・低湿環境である温度１１°Ｃ、相対湿度２０％ＲＨのＡ点では、周波数は約５０Ｈｚであるのに対し、中温・中湿環境である温度２１°Ｃ、相対湿度５０％ＲＨのＢ点で約１０ｋＨｚ、高温・高湿環境である温度３１°Ｃ、相対湿度８０％ＲＨのＣ点では約２００ｋＨｚである。すなわち、低湿では低周期、高湿度では高周期となっている。
【００３１】
本実施形態に係る画像形成装置１のコントローラ１１は、湿度センサ１８からの出力波形を割り込み回数として、直接ＣＰＵで計測して湿度情報を取得する。
例えば、ＣＰＵに取り込まれた出力波形の割り込み回数が１００００（１０Ｋ）回であった場合には、温度１１°Ｃで相対湿度が約５３％ＲＨ、温度２１°Ｃで相対湿度が約４７％ＲＨと判断される。
また、同様に、ＣＰＵに取り込まれた出力波形の割り込み回数が５０回であった場合には、温度１１°Ｃで相対湿度２０％ＲＨ、温度２１°Ｃで相対湿度１８％ＲＨと判断される。
【００３２】
そして、かかる出力特性を有する湿度センサ１８の低湿環境から高湿環境までの全ての検出結果に基づいて、帯電ローラ３２、現像ローラ４２、転写ローラ６１等に印加するバイアス電圧の制御を行う場合には、コントローラ１１は、湿度情報の取得タイミングを低湿環境の周波数、すなわち割り込み回数が少ない低周波に合わせることになる。
【００３３】
図５に、湿度センサ１８が検出する湿度と、湿度センサ１８からの出力波形の周波数と、ＣＰＵでの変換タイミング（周波数から湿度への変換時間）との関係の一例を示す。特に、低湿環境では、出力される周波数が低いために、湿度センサ１８からＣＰＵへの湿度情報の取り込みには時間を要する。
【００３４】
しかるに、感光体ドラム３１は寿命が近づくにつれて、一定の画質を保持するためには、より短いタイミングで温湿度に対応したバイアス電圧制御を行う必要があるが、低湿側の湿度情報を得るために、ＣＰＵでの変換タイミングを長く設定した場合、湿度情報の更新を遅らせ、画質補正のバイアス電圧制御が適切に行われない虞がある。
一方、ＣＰＵでの変換タイミングを常に短く設定した場合は、ＣＰＵでのプログラム処理に大きな負荷を及ぼすことになる。
【００３５】
本実施形態に係る画像形成装置１のコントローラ１１は、感光体ドラム３１の摩耗情報に基づいて、湿度センサ１８の出力波形の周波数を湿度情報へ変換する変換タイミングを変更して、画質補正を行う。
【００３６】
（３）制御装置の動作
図６は、本実施形態に係る画像形成装置１のコントローラ１１が湿度情報に基づいて行う画質補正の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
本実施形態に係る画像形成装置１は、感光体ドラム３１の膜厚を検知する膜厚検知手段としての膜厚検知部１９を備え、膜厚検知部１９によって検知された感光体ドラム３１の膜厚に基づいて湿度センサ１８の出力波形の周波数を湿度情報へ変換する変換タイミングを選択する。
【００３７】
画像形成装置１は、外部の情報送信装置から入力された印刷情報に基づいて、印刷ジョブを受け付けると、膜厚検知部１９を介して感光体ドラム３１の膜厚を検知（算出）する（Ｓ１０１）。
【００３８】
膜厚検知部１９は、例えば、膜厚検知時には、感光体ドラム３１に直流電圧のみを印加し、その際の帯電電荷量を検知することにより、初期帯電電荷量との比を求め、初期膜厚に乗じることにより、使用状態における膜厚を簡易に検知（算出）する構成としてもよいし、従来公知の印刷枚数カウンタや、感光体ドラム３１の累積回転数カウンタの計測結果と膜厚との相関に基づき、簡易に膜厚を検知（算出）する構成としてもよい。
また、膜厚検知手段として、別途、従来公知の膜厚センサを設けて、感光体ドラム３１の膜厚を検知してもよい。
【００３９】
次に、膜厚検知部１９を介して検知された感光体ドラム３１の膜厚が予め定められた閾値を超えているか否か判断する（Ｓ１０２）。
膜厚検知部１９を介して検知された感光体ドラム３１の膜厚が予め定められた閾値を超えていた場合（Ｓ１０２；Ｎｏ）、コントローラ１１は、感光体ドラム３１の膜厚に応じて予め定められた変換タイミングを選択する（Ｓ１０４）。
【００４０】
尚、膜厚検知部１９を介して検知された感光体ドラム３１の膜厚が予め定められた閾値を超えていない場合（Ｓ１０２；Ｙｅｓ）、コントローラ１１は、予め定められた最低周期の変換タイミングを選択する（Ｓ１０３）。
【００４１】
そして、コントローラ１１は選択された変換タイミングで、湿度センサ１８からの出力波形を割り込み回数として、直接ＣＰＵで計測する。その計測された割り込み回数に基づいて、画像形成装置１のハウジング内の湿度情報を取得する（Ｓ１０５）。
【００４２】
画像形成装置１のハウジング内の湿度情報を取得したコントローラ１１は、ＲＯＭ内に予め記憶された画質補正量設定テーブルを参照して、例えば、帯電ローラ３２、現像ローラ４２、転写ローラ６１等に印加するバイアス電圧の制御を行う。
【００４３】
（４）作用・効果
本実施形態に係る画像形成装置１において、湿度センサ１８の出力は、コンデンサＣ２を介して、直接コントローラ１１に入力される。すなわち、コントローラ１１は、湿度センサ１８からの出力波形を割り込み回数として、直接ＣＰＵで計測する。
そのために、増幅回路やＡＤ／ＤＡ変換器を必要とせず、低コストで湿度情報を取得することができる。
【００４４】
また、低湿では低周期、高湿度では高周期となる出力特性を有する湿度センサ１８の低湿環境から高湿環境までの全ての検出結果に基づいて画質補正処理を行うために、コントローラ１１は、予め定められた最低周期の変換タイミングで湿度情報を取得して画質補正処理を行う。
一方、膜厚検知部１９を介して検知された感光体ドラム３１の膜厚情報に基づいて、感光体ドラム３１の膜厚が予め定められた閾値を超えた場合には、湿度情報の変換タイミングを変更して、具体的には、湿度情報の変換タイミングを短くして画質補正処理の頻度を増加する。
そのために、ＣＰＵでのプログラム処理に及ぼす負荷を抑制しながら、低コストで精度よく画質補正を行うことができる
【００４５】
以上、本発明の実施形態として、具体例を挙げて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４６】
例えば、湿度センサ１８は、コントローラ１１のプリント配線基板上に直接取り付けることもできる。湿度センサ１８をコントローラ１１のプリント配線基板に直接取り付けた場合には、湿度センサ１８とコントローラ１１とを接続するハーネスが不要となり、画像形成装置１をより低コストとすることができる。
【００４７】
画像形成装置としては、モノクロ印刷用の画像形成装置のみならず、カラー印刷用の画像形成装置とすることもできる。
尚、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供することも可能であり、電気通信回線等のネットワークに接続されているサーバ装置等から画像形成装置内の記憶部にダウンロードしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・画像形成装置
１０・・・制御装置
１１・・・コントローラ
１０２・・・画像処理部
１０３・・・搬送制御部
１０４・・・露光制御部
１０５・・・画像形成制御部
１６・・・電源制御部
１８・・・湿度センサ
１９・・・膜厚検知部（感光体ドラム）
２０・・・給紙装置
３０・・・感光体ユニット
３１・・・感光体ドラム
３２・・・帯電ローラ
３３・・・クリーニングローラ
３４・・・クリーニングブレード
４０・・・現像装置
４１・・・現像ハウジング
４２・・・現像ローラ
４３・・・パドルホイール
４４、４５・・・オーガ
４６・・・層規制ロール
４７・・・トナー補給機構
５０・・・露光装置
６０・・・転写装置
６１・・・転写ローラ
７０・・・搬送ガイド部
８０・・・定着装置
【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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