(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の出力値Ｖtと基準値Ｖtrefとの比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値ＶtrefをΔＶtrefだけ補正して（Ｖtref＋ΔＶtref）とする基準値補正手段とを有する画像形成装置において、当該装置の内部もしくは近傍の温度Ｔを検知する検知手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Ｖtrefの補正を行う際に、前記検知手段の出力値によって前記温度Ｔが所定の温度ＴＬ以下で、且つ、前記基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値Ｖspと前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値Ｖsgとの比Ｖsp／Ｖsgが所定の値α以下の時に前記ΔＶtrefを、Ｔ＞ＴＬの時よりも小さい値とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の出力値Ｖtと基準値Ｖtrefとの比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値ＶtrefをΔＶtrefだけ補正して（Ｖtref＋ΔＶtref）とする基準値補正手段とを有する画像形成装置において、当該装置の内部もしくは近傍の湿度Ｈを検知する検知手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Ｖtrefの補正を行う際に、前記検知手段の出力値によって前記湿度Ｈが所定の湿度ＨＬ以下で、且つ、前記基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値Ｖspと前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値Ｖsgとの比Ｖsp／Ｖsgが所定の値β以下の時に前記ΔＶtrefを、Ｈ＞ＨＬの時よりも小さい値とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の温度Ｔを検知し、その際にＴ＞ＴＬとなった場合に前記ΔＶtrefを、Ｔ＞ＴＬの時の値に戻すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の温度Ｔを検知し、その際にＴ＞ＴＬとなった場合に再び前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Ｖtrefの補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の湿度Ｈを検知し、その際にＨ＞ＨＬとなった場合に前記ΔＶtrefを、Ｈ＞ＨＬの時の値に戻すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の湿度Ｈを検知し、その際にＨ＞ＨＬとなった場合に再び前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Ｖtrefの補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置においては、形成画像の画像濃度に影響する最大要因は現像器内の現像剤におけるトナー濃度であるため、安定した画像濃度を維持するためにはトナー濃度を一定に保つことが望ましい。しかし、トナー濃度は、経時における現像剤自体の物性変化や、温湿度等の環境条件及び現像条件等による物性変化によって大きく左右される。
【０００３】
そこで、通常、画像形成装置においては、予め定められた像担持体としての感光体の表面電位と現像器の印加電圧（現像バイアス電圧）との差である現像ポテンシャルによって感光体上に画像濃度検出用の基準画像（Ｐパターン）を形成し、このＰパターンの濃度をＰセンサと呼ばれる反射型フォトセンサによって検出し、その検出結果に基づいて、現像器に設けられたＴセンサと呼ばれる透磁率センサの制御基準値（トナー濃度制御の基準値）Ｖtrefを補正して目標とするＴセンサの出力値としてトナー濃度を決定することにより安定した画像濃度を得ている。参考までに、感光体上の単位面積当りのＰパターントナー付着量Ｍ／ＡとＰパターンに対するＰセンサ検出値Ｖspの関係は一般に図２に示すようになる。
【０００４】
従来から用いられているＴセンサ及びＰセンサを併用したトナー濃度制御方式には次のような方式がある。画像形成動作時にはＴセンサよって現像器内のトナー濃度を検出する。トナー濃度の代用特性値として現像剤の透磁率から得られるＴセンサの出力値Ｖtと、制御基準値Ｖtrefとの差分に応じてトナー補給装置から現像器へのトナー補給量を制御する。ここで、経時における現像剤自体の物性変化や、温湿度等の環境条件や現像条件等による物性変化によって、トナー濃度に変化が無いにも関わらず、現像剤の帯電量が変化する事による現像剤の嵩密度の変動から、Ｔセンサが異なったＶtを出力してしまい、トナーの過補給や補給不足が起こり得る。
【０００５】
そこで、機械本体の電源オン時や、所定時間毎または所定回数の画像形成時毎に、感光体上にＰパターンを形成してＰパターンの画像濃度をＰセンサで検出し、Ｐセンサの出力値Ｖspと、同様に機械本体の電源オン時や、所定時間毎または所定回数の画像形成時毎に得られるＴセンサの出力値ＶtとＶtrefの差分である（Ｖt−Ｖtref）に基づいて制御基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtを算出し、新して基準値Ｖtref’（＝Ｖtref＋ΔＶt）を決定し、これを新たな制御目標値として設定している（特開平８-１１０７００号公報参照）。
【０００６】
一例として、補正量ΔVtrefを決定するためのマトリクスを図４に示す。ここでは、Ｐセンサ出力値のバラツキを考慮して、感光体上の非画像部に対するＰセンサの出力値ＶsgとＶspとの比の値（Ｖsp／Ｖsg）と（Ｖt−Ｖtref）に基づいて制御基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtを算出し、補正後のＴセンサ制御目標値Ｖtref’と、各画像形成動作時または所定のタイミングで出力されるＴセンサの出力値Ｖtとの差から、トナー補給量を決定している。
【０００７】
トナー補給量は、トナー補給装置が例えばトナー補給をトナーボトルの回転によって行うタイプであれば、トナーボトルの回転時間（トナー補給クラッチオン時間）に置き換えることができる。（Ｖt−Ｖtref）の値が大きければ大きいほど、トナー濃度が目標値に対して不足しているとみてトナーボトル回転時間（トナー補給クラッチオン時間）を長くする制御が一般的である。
【０００８】
特開平５−１３４５４８号公報には、ＴセンサとＰセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、ある一定枚数の画像形成毎にＰセンサで画像濃度の検出を行うものが記載されている。
特開平８−１１０７００号公報には、ＴセンサとＰセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、Ｐセンサの出力値によるＴセンサトナー濃度制御基準値補正量の上下限を設定してトナー濃度制御を行うことにより、帯電電位等の変動により生じるトナー濃度変動を防止するものが記載されている。
【０００９】
特開平８−２０２１３７号公報には、ＴセンサとＰセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、Ｐセンサの出力値による制御目標値の補正量をコピー枚数等で変更することにより、現像剤の経時による特性の変動に伴うトナー濃度変動を防止するものが記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
先にも述べたように、現像剤は環境条件、放置条件等により単位質量当たりの帯電量（Ｑ／Ｍ）が変化する。現像剤の攪拌時間が長ければ、Ｑ/Ｍが上昇し、現像能力が低下してＰセンサの出力値Ｖspが上昇し、同じ攪拌時間でも低湿環境下では高湿環境下に比べてＱ／Ｍの上昇が顕著である。また、現像剤の放置時間が長ければ、Ｑ／Ｍが低下して現像能力が増し、Ｐセンサの出力値Ｖspが低下する。一例として、図８に画像形成装置における装置放置時間に対するＱ／ＭおよびＶspの推移を示す。この装置の現像剤はトナー濃度ＴＣが４wt%の場合、Ｑ／Ｍ２０（−μC/g）においてＰセンサの出力Ｖspが０．４（Ｖ）（すなわち、Ｖsp／Ｖsgが約０．１(Ｖ)）となり、理想的な画像濃度ＩＤ１．３５が得られる。
【００１１】
理想的な画像濃度ＩＤ１．３５が得られた状態で画像形成動作が終了したとする。その後、長時間休止状態で放置されると、図８に示すように現像剤のＱ／Ｍが低下して現像能力が高くなる。ここで、ＰセンサでＰパターンの検知を行うと、感光体上のトナー付着量が増えているためにＶspの値が小さくなる。すなわち、Ｐセンサの出力値から画像濃度が濃いと判断して制御基準値Ｖtrefは画像濃度が低くなる方向（ΔＶt＞０）に変更される。この画像形成装置における現像剤においては、３時間以上画像形成が行われずに放置されるとＶspの低下が大きい。
【００１２】
ここで、ある画像形成動作終了時には、ＴＣが４wt%、Ｑ／Ｍが２０（−μC/g）、Ｖtrefが２．５０(Ｖ)、画像濃度ＩＤが１．３５であった。ここから、装置を１０時間放置した後、機械の電源を投入し、連続して画像形成を行い、その画像形成の度に画像濃度と現像剤のＴＣ、 Ｑ／Ｍを測定した。本装置では、電源投入時にＰセンサの出力値によるＶtrefの補正が行われており、このとき、Ｖsp／Ｖsgは０．０５、（Ｖt−Ｖtref）は０．０５(Ｖ)であったため、図４のテーブルに従ってＶtrefの補正量をΔＶtref＝０．１５(Ｖ)とし、新たな制御目標値はＶtref’＝２．６５(Ｖ)に制御された。
【００１３】
連続画像形成作業を２３℃,５０%の環境下と、１０℃,１５5%の環境下と、２３℃,１５%の環境下のそれぞれで行った。画像濃度の計測には反射型濃度計X-Riteを用いた。図５〜図７に示すように、２３℃,５０%の環境下において、初期は画像濃度ＩＤが１．３５であったが、画像形成枚数（コピー枚数）の増加と共に現像剤のＴＣが低下し、かつＱ/Ｍが上昇して２００枚目の画像形成では画像濃度は１．３０とやや低下した。これは、この間には１画像形成毎のＴセンサの出力値Ｖtが、新しい制御基準値Ｖtref’（＝Ｖtref＋ΔＶt）に達するまでトナー補給が行われないため、狙いのＴＣが下がった事による。また、ＶtがＶtref’に到達した後も継続的に画像形成を行うと、今度はＴＣはほとんど一定でＱ／Ｍが上昇し、５００枚目に画像濃度の低下は１．２６まで進んだ。この程度のＩＤの低下は通常使用においては全く問題は無いレベルである。
【００１４】
しかし、この傾向は低温・低湿環境下、中温・低湿環境下においては顕著になり、同様の事を低温・低湿である１０℃,１５%の環境下で行うと、２００枚目の画像形成では画像濃度は１．２７に低下し、５００枚目の画像形成では画像濃度は１．１８まで低下し、視覚的に乏しいレベルになってしまった。このときのＴＣは３．５%、Ｑ／Ｍは３０であった。また、中温・低湿２３℃,１５%の環境下でも同様に５００枚目の画像形成では画像濃度は１．２０まで低下した。
【００１５】
この５００枚の通紙途中において、例えば５枚毎、１０枚毎など所定回数の画像形成時毎、またはある一定の時間毎に、感光体上に基準画像を形成し、その画像濃度をＰセンサで検出し、その出力値Ｖspから画像濃度が低いと判断すれば、図４に示すテーブルに基づいて制御基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtを算出し直してＴＣを上昇させるので、上記問題点は発生しにくくなる。
【００１６】
一方、昨今の機械は小スペース化・低コストが必須となり、そのため感光体と転写ローラの接離機構を設けずに感光体と転写ローラを常接させた形が一般化されつつある。上記装置もその例であり、Ｐパターンが転写ローラに付着した際のＰパターン作成毎後の転写ローラクリーニング時間の確保による画像形成物の生産性低下、またクリーニングによる転写ローラの劣化等の不具合が発生する。  これらの点から、どの程度の画像形成枚数毎または時間毎にＰセンサ出力値によるＶtref補正を行うのが良いのかを定量的に判定するのは難しく、上記問題点を解消する解決することはできない。
本発明は、上記問題点を解決し、低温や低湿の環境下での画像形成中の経時における画像濃度の過度な低下を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の出力値Ｖtと基準値Ｖtrefとの比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値ＶtrefをΔＶtrefだけ補正して（Ｖtref＋ΔＶtref）とする基準値補正手段とを有する画像形成装置において、当該装置の内部もしくは近傍の温度Ｔを検知する検知手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Ｖtrefの補正を行う際に、前記検知手段の出力値によって前記温度Ｔが所定の温度ＴＬ以下で、且つ、前記基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値Ｖspと前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値Ｖsgとの比Ｖsp／Ｖsgが所定の値α以下の時に前記ΔＶtrefを、Ｔ＞ＴＬの時よりも小さい値とするものである。
【００１８】
請求項２に係る発明は、像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の出力値Ｖtと基準値Ｖtrefとの比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値ＶtrefをΔＶtrefだけ補正して（Ｖtref＋ΔＶtref）とする基準値補正手段とを有する画像形成装置において、当該装置の内部もしくは近傍の湿度Ｈを検知する検知手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Ｖtrefの補正を行う際に、前記検知手段の出力値によって前記湿度Ｈが所定の湿度ＨＬ以下で、且つ、前記基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値Ｖspと前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値Ｖsgとの比Ｖsp／Ｖsgが所定の値β以下の時に前記ΔＶtrefを、Ｈ＞ＨＬの時よりも小さい値とするものである。
【００１９】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の温度Ｔを検知し、その際にＴ＞ＴＬとなった場合に前記ΔＶtrefを、Ｔ＞ＴＬの時の値に戻すものである。
【００２０】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の温度Ｔを検知し、その際にＴ＞ＴＬとなった場合に再び前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Ｖtrefの補正を行うものである。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の湿度Ｈを検知し、その際にＨ＞ＨＬとなった場合に前記ΔＶtrefを、Ｈ＞ＨＬの時の値に戻すものである。
【００２２】
請求項６に係る発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の湿度Ｈを検知し、その際にＨ＞ＨＬとなった場合に再び前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Ｖtrefの補正を行うものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態について説明する。この第１実施形態は、画像形成装置である電子写真複写機の一形態である。
まず、図３に基づいて第１実施形態の複写機の概要構成を説明する。像担持体としてのドラム状感光体１の周りには、反時計回り方向に順に、図示しない電源から電圧が印加されて感光体１の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、図示しない画像読み取り手段により読み取られた原稿の画像情報に基づいて感光体１の表面に露光光３を照射して静電潜像を形成する図示しない露光手段と、感光体１上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置４と、感光体１上のトナー像を記録材としての用紙Ｐの上に転写する転写手段としての転写ローラ５と、転写後に感光体１上に残留したトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置６と、転写後の感光体１の表面電位を初期化する図示しない除電ランプ等の除電器が設けられている。
【００２５】
感光体１は、図示しない駆動部により回転駆動されて帯電ローラ２により一様に帯電され、図示しない露光手段にて図示しない画像読み取り手段からの原稿画像情報に基づいて露光光３が照射されて静電潜像が形成される。この感光体１上の静電潜像は現像装置４によりトナー像として可視像化され、この感光体１上のトナー像は転写ローラ５により用紙Ｐの上に転写される。また、感光体１は、転写後に残留トナーがクリーニング装置６により除去され、表面電位が図示しない除電器により初期化される。
【００２６】
現像装置４は、現像剤を担持して感光体１にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ７と、現像剤を撹拌・搬送する撹拌搬送手段としての搬送スクリュー８、９を有する現像手段としての現像器を備えており、現像ローラ７から遠い方の搬送スクリュー９の下側には現像ケーシング１０内のキャリアと負帯電トナーからなる二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段としてのＴセンサ（透磁率センサ）１１が設けられている。また、図示しないが、搬送スクリー９の上側には現像ケーシング１０内の二成分現像剤にトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置が設けられている。現像ローラ７には図示しない電源から負の現像バイアスが印加され、感光体１と現像ローラ７との間に所定の現像ポテンシャルが形成される。
【００２７】
給紙カセット１２に収容された用紙Ｐは給紙コロ１３等により最上位のものから順に一枚ずつ分離されてレジストローラ対１４に向けて送り出される。この用紙Ｐは、レジストローラ対１４で一旦止められ、斜めずれが修正された後にレジストローラ対１４により所定のタイミングで感光体１と転写ローラ５との間の転写ニップ部へ送られる。この転写ニップ部では、転写ローラ５に図示しない電源から転写バイアスが印加され、感光体１上のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送方向下流側に位置する図示しない定着装置へ送られ、この定着装置で熱と圧力によりトナー像が定着される。
【００２８】
転写ローラ５と現像装置４の間には、発光素子と受光素子を有する画像濃度検出手段としてのＰセンサ（反射型フォトセンサ）１５が設けられている。Ｔセンサ１１の出力値Ｖtは現像剤中のトナー濃度ＴＣが高ければ高いほど低い値を示し、Ｐセンサ１５の出力値Ｖspは感光体１上の画像濃度が高ければ高いほど低い値を示す。
【００２９】
図１は第１実施形態の制御部を示す。第１実施形態の複写機の全体動作は制御手段としての制御部１６によって制御される。この制御部１６は、Ｉ／Ｏインタフェース１７と、ＣＰＵ１８と、ＲＡＭ１９と、ＲＯＭ２０を有している。Ｉ／Ｏインタフェース１７にはそれぞれドライバー２１、２２を介してメインモータ２３、トナー補給クラッチ２４が接続されている。また、Ｉ／Ｏインタフェース１７には操作表示部（操作パネル）２５が接続されている。メインモータ２３は感光体１の回転駆動などを行う。
【００３０】
さらに、Ｉ／Ｏインタフェース１７には、Ｔセンサ１１及びＰセンサ１５に所定の電圧を供給するためのＰＷＭコントローラ２６と、Ｔセンサ１１及びＰセンサ１５から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２７、２８とが接続されている。なお、ＰＷＭコントローラ２６とＴセンサ１１及びＰセンサ１５との各間には、それぞれ、抵抗２９〜３１、３２〜３４、コンデンサ３５、３６、演算増幅器３７、３８からなる回路が接続されている。
【００３１】
図９は第１実施形態におけるトナー補給制御（トナー濃度制御）フローを示す。第１実施形態のメインスイッチがオンされると（ステップＳ２）、制御部１６は本実施形態の各部を制御して感光体１上に画像濃度検出用の基準画像を形成させ、例えば予め定められた感光体１の表面電位と現像器の印加電圧（現像バイアス電圧）との差である現像ポテンシャルによって感光体１上に画像濃度検出用の基準画像としてのＰパターンを形成する（ステップＳ３）。そして、制御部１６は、トナー補給制御用の基準値Ｖtrefとして前回の基準値を記憶して使用する（ステップＳ４）。
【００３２】
次に、制御部１６は、感光体１上の基準画像に対するＰセンサ１５の出力値Ｖspと、感光体１上の非画像部に対するＰセンサ１５の出力値Ｖsgとを取り込んでその比の値（Ｖsp／Ｖsg）＝Ａを算出し（ステップＳ５）、ほぼ同時にＴセンサ１１から現像器内の現像剤のＴＣによって異なる出力値Ｖtを取り込んで（Ｖt−Ｖtref）＝Ｂを算出する（ステップＳ６）。
【００３３】
この時、制御部１６は、ステップＳ７で本実施形態の内部もしくは近傍の温度Ｔを検知する検知手段としての図示しない温度センサの出力値を取り込み、この温度センサの出力値から温度Ｔが所定の設定値ＴＬ（例えば１０℃）以下であるか否かを判断してその結果により、低温環境用のＶtref補正テーブルを適用するか、通常のＶtref補正テーブルを適用するかを選択する。これらの補正テーブルはＶtrefの補正量ΔVtrefが異なっている。
【００３４】
制御部１６は、Ｔ≦ＴＬの場合にはステップＳ８で本装置内の雰囲気が低温すなわち画像形成による現像剤の攪拌によりＱ／Ｍの上昇が大きいと見なして図１０に示すような低温用のＶtref補正テーブルを適用し、Ｔ＞ＴＬの場合にはステップＳ９で本装置内の雰囲気が常温すなわち画像形成による現像剤の攪拌によりＱ／Ｍの上昇が大きくないとみなして図４に示すような通常のＶtref補正テーブルを適用する。
【００３５】
ここで、特にＶsp／Ｖsgが狙い値α（ここでは０．０９）以下のとき、すなわち画像濃度が高いとき、ステップＳ８の低温用Ｖtref補正テーブル（図１０に示すＶtref補正テーブル）によって得られたΔＶtref(low)は、ステップＳ９の通常のＶtref補正テーブル（図４に示すＶtref補正テーブル）で得られるΔＶtref(mid)よりも必ず小さい値とし、すなわちステップＳ８では、ＴＣが低下する方向の補正量を小さくしてやり、これによって低温環境下での画像形成中の経時における画像濃度の過度な低下を防止できる。
【００３６】
制御部１６は、ステップＳ６で取り込んだＢ＝（Ｖt−Ｖtref）値およびステップＳ５で検出したＡ＝（Ｖsp／Ｖsg）から、ステップＳ８またはステップＳ９で、図１０に示すようなＶtref補正テーブルまたは図４に示すようなＶtref補正テーブルを参照して基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtrefを算出し、基準値Ｖtrefをその補正量ΔＶtrefだけ補正して新しい基準値Ｖtref’（＝Ｖtref＋ΔＶtref）として決定して記憶する（ステップＳ１０）。
【００３７】
しかる後に、制御部１６は、ステップＳ１１で本実施形態の各部を制御して画像形成動作（コピー動作）を行わせ、ステップＳ６でのＴセンサ１１の出力値Ｖtと上記基準値Ｖtref’とを比較してその結果（Ｖt−Ｖtref’）によりトナー補給クラッチ２４のオン時間τを決定し（ステップＳ１２）、トナー補給クラッチ２４をτ秒間オンさせてτ秒間のトナー補給を行う（ステップＳ１３）。ここに、トナー補給装置はトナー補給クラッチ２４のオンで図示しない駆動源により駆動されて現像器へトナーを補給する。
【００３８】
また、制御部１６は、１枚の画像形成毎にＴセンサ１１5の出力値Ｖtの取り込みを行っている（ステップＳ１４）。制御部１６は、ステップＳ１５で１ジョブ（Ｊob）、つまり設定枚数の連続的な画像形成動作が終了したか否かを判断して終了していなければステップＳ１１に戻り、先のステップＳ１４で取り込んだＶt値と基準値Ｖtref’とでトナー補給時間τを決定する（ステップＳ１２）。以後、制御部１６は、１ジョブが終了するまでステップＳ１１〜Ｓ１５を繰り返す。
【００３９】
上記第１実施形態において、ステップＳ７にて本装置の内部もしくは近傍の温度Ｔを設定値ＴＬ（１０℃）以下と判断し、低温用Ｖtref補正テーブルにて新たなＶtref’を演算した時、温度Ｔの検知を所定枚数の画像形成毎に行い、ある時点で温度ＴをＴＬ（１０℃）より高いと判断した場合、低温低湿環境特有の画像形成中の経時によるＱ/Ｍの上昇、ＩＤの低下が抑制される環境になったと判断し、ステップＳ８で決定した低温用のΔＶtref(low)をステップＳ９で得られる通常のΔＶtref(mid)に切り替えるように構成することも可能である。
【００４０】
本発明の第２実施形態は、そのような構成の画像形成装置の一形態であり、トナー補給制御フローを図１１に示す。第２実施形態では、上記第１実施形態において、制御部１６は、図９に示すトナー補給制御フローの代りに図１１に示すトナー補給制御フローを実行する。図１１において、ステップＳ１６〜ステップＳ２１は図９のステップＳ１〜Ｓ６と等しいので、その説明を省略する。
【００４１】
ここでは、制御部１６は、ステップＳ２２にて本実施形態の内部もしくは近傍の温度ＴをＴＬ（１０℃）以下であると判定し、本装置の雰囲気が低温すなわち画像形成による現像剤の攪拌によりＱ／Ｍの上昇が大きいと見なして、図１０に示すような低温用のＶtref補正テーブルを適用し、ステップＳ２１で取り込んだＢ＝（Ｖt−Ｖtref）値およびステップＳ２０で検出したＡ＝（Ｖsp／Ｖsg）から、図１０に示すようなＶtref補正テーブルを参照して基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtrefを算出する（ステップＳ２３）。ステップＳ２４〜Ｓ２８は図９のステップＳ１０〜Ｓ１４に等しいので、その説明を省略する。
【００４２】
制御部１６は、ステップＳ２９で１ジョブ、つまり設定枚数の連続的な画像形成動作が終了したか否かを判断して終了していなければステップＳ３０に進む。制御部１６は、ここで再度上記温度センサの出力値から温度ＴがＴＬ（１０℃）以下であるか否かを判定し、温度ＴがＴＬ（１０℃）以下であれば、先のステップＳ２８のＶt値と基準値Vtref’とでトナー補給時間τを決定する（ステップＳ２６）。
【００４３】
制御部１６は、温度ＴがＴＬ（１０℃）より高く上昇した場合は、低温低湿環境下特有の画像形成中の経時によるＱ/Ｍの上昇、画像濃度ＩＤの低下が抑制される環境になったと判断し、ステップＳ２３で決定した低温用のΔＶtref(low)をステップＳ３１で通常のΔＶtref(mid)に切り替え、図１１のステップＳ９と同様に図４に示すような通常のＶtref補正テーブルを参照して基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtrefを算出する。
【００４４】
この第２実施形態ではその内部もしくは近傍の温度の検出をジョブ終了時に行ったが、ジョブ途中や、所定の決まった時間毎に行うように構成しても同様の効果を得られる。また、第２実施形態において、図１１のステップＳ３０で本装置の内部もしくは近傍の温度ＴがＴＬ（１０℃）以上に上昇した場合について、低温低湿環境下特有の画像形成中の経時によるＱ／Ｍの上昇、画像濃度ＩＤの低下が抑制される環境になったと判断し、再度感光体上に基準画像を作りＶsp／Ｖsgの検出をし直せば、よりその時の現像剤の状況にあったＶtrefの補正を行うことができる。
【００４５】
本発明の第３実施形態は、そのような構成とした画像形成装置の一形態である。この第３実施形態では、上記第２実施形態において、図１１に示すようなトナー補給制御フローの代りに、図１２に示すようなトナー補給制御フローを実行するようにしたものである。図１２において、ステップＳ３２〜ステップＳ４５までは図１１のステップＳ１６〜ステップＳ２９に等しいので、その説明を省略する。
【００４６】
制御部１６は、ステップＳ４６で上記温度センサの出力値から温度ＴがＴＬ（１０℃）より高いときには、ステップＳ３４〜ステップＳ３７と同様なステップＳ４７〜ステップＳ５０を経てステップＳ５１にて通常のＶtref補正テーブルに従ってΔＶtrefを図１１のステップＳ３１と同様に決定する。
【００４７】
その後、制御部１６は、ステップＳ４０にて基準値Ｖtrefをその補正量ΔＶtrefだけ補正してさらに新たな基準値Ｖtref’（＝Ｖtref＋ΔＶtref）として決定して記憶する。この第３実施形態はその内部もしくは近傍の温度Ｔの検出をジョブ終了時に行ったが、ジョブの途中や、所定の決まった時間毎に行っても同様の効果を得られる。
【００４８】
また、上述のように現像剤の攪拌すなわち継続的な画像形成によって現像剤のＱ／Ｍが上昇し、画像濃度が低下し易い環境は低温・低湿時および中温・低湿時である。一般的に低温時は低湿条件である場合が多いが、中温時は中湿であるときも低湿であるときも存在する。よって、より環境による現像剤のＱ／Ｍ変動を逐次みるには、温度センサよりも湿度センサの方が望ましい。湿度センサの検出値Ｈが、Ｈ＜ＨＬ(＝１５%)の場合は、本装置の雰囲気が低温すなわち画像形成による現像剤の攪拌によりＱ/Ｍの上昇が大きいと見なす。
【００４９】
そのような構成の画像形成装置の一例としては、上記第１実施形態において、図９におけるステップＳ７の判断を、この画像形成装置の内部もしくは近傍の湿度Ｈを検知する検知手段としての湿度センサの出力値からＨ≦ＨＬ(＝１５%)であるか否かの判断に変更し、図１０のマトリクスの代りに低湿用のＶtref補正テーブルを用いる。すなわち、Ｖsp／Ｖsgが狙い値β以下のとき、つまり画像濃度が高いとき、低湿用Ｖtref補正テーブルによって得られたΔＶtref(low)は、通常のＶtref補正テーブルで得られるΔＶtref(mid)よりも必ず小さい値とし、つまりステップＳ８では、ＴＣが低下する方向のＶtref補正量を小さくしてやり、これにより低湿環境下での画像形成中の経時における画像濃度の過度な低下を防止できる効果がある。
【００５０】
また、上記第２実施形態において、図１１におけるステップＳ２２の判断とステップＳ３０の判断を、この画像形成装置の内部もしくは近傍の湿度Ｈを検知する湿度センサの出力値からＨ≦ＨＬ(＝１５%)であるか否かの判断に変更し、図１０のマトリクスの代りに低湿用のＶtref補正テーブルを用いることにより、第２実施形態と同様の効果を湿度を判断基準として得ることができる。
【００５１】
上記第３実施形態において、図１２におけるステップＳ３９の判断とステップＳ４６の判断を、この画像形成装置の内部もしくは近傍の湿度Ｈを検知する湿度センサの出力値からＨ≦ＨＬ(＝１５%)であるか否かの判断に変更し、図１０のマトリクスの代りに低湿用のＶtref補正テーブルを用いれば、第３実施形態と同様の効果を湿度を判断基準として得ることができる。
【００５２】
これらの画像形成装置は内部もしくは近傍の湿度の検知をジョブ終了時に行ったが、ジョブの途中や、所定の決まった時間毎に行っても同様の効果が得られる。
なな、上記各実施形態は画像形成装置の内部もしくは近傍の温度または湿度を検知して補正量ΔＶtrefを変化させたが、画像形成装置の内部もしくは近傍の温度及び湿度を検知して補正量ΔＶtrefを変化させるようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、低温や低湿の環境下での画像形成中の経時における画像濃度の過度な低下を防止することができる。
また、請求項４、６に係る発明によれば、現像剤の状況に合った基準値Ｖtrefの補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の制御部を示すブロック図である。
【図２】感光体上の単位面積当りのＰパターントナー付着量Ｍ／ＡとＰパターンに対するＰセンサ検出値Ｖspの一般的関係を示す特性図である。
【図３】上記第１実施形態の概略を示す断面図である。
【図４】制御基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtrefを決定するためのマトリクスの一例を示す図である。
【図５】画像形成装置のコピー枚数と画像濃度ＩＤとの関係の一例を示す図である。
【図６】画像形成装置のコピー枚数とトナー濃度ＴＣとの関係の一例を示す図である。
【図７】画像形成装置のコピー枚数と現像剤の単位質量当たりの帯電量Ｑ／Ｍとの関係の一例を示す図である。
【図８】画像形成装置における装置放置時間に対するＱ／ＭおよびＶspの推移の一例を示す図である。
【図９】上記第１実施形態における制御部のトナー補給制御フローを示すフローチャートである。
【図１０】上記第１実施形態の低温用Ｖtref補正テーブルを示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における制御部のトナー補給制御フローを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態における制御部のトナー補給制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１      感光体
２      帯電ローラ
４      現像装置
５      転写ローラ
１１      Ｔセンサ
１５      Ｐセンサ
１６      制御部
２４      トナー補給クラッチ
【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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【図１１】
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【図１２】
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