(57)【要約】【課題】トナー濃度検知をより精度よく行い、画像濃度変動を更に抑制すること。【解決手段】像担持体と、現像器と、補給現像剤容器と、補給現像剤補給手段と、トナー濃度検知手段と、制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、残量検知動作を行う必要がある状態と判断した場合には、前記残量検知動作を行う必要がない状態と判断した場合に比べ、前記制御用パラメーターによる画像形成条件変更量が少なく設定されることを特徴とする。【選択図】図５
2013145264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に担持された静電潜像をトナー像として可視像化するため少なくともトナーとキャリアからなる現像剤が収容される現像器と、
前記トナー像の形成によって前記現像器から消費された分のトナーを補給するため少なくともトナーを含む補給現像剤が収容された補給現像剤容器と、
前記補給現像剤容器に収容された前記補給現像剤を現像器に補給するための補給現像剤補給手段と、
前記現像器に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
を有し、
少なくとも、前記現像器の温度と、前記補給現像剤補給手段が補給する補給現像剤の温度と、前記補給現像剤補給手段が補給する補給現像剤の補給量と関連付けられた制御用パラメーターとを用いて画像形成条件を調整し、且つ、前記補給現像剤容器の内部の補給現像剤があるかどうかを判断する残量検知動作を、前記トナー濃度検知手段の検出値によって行う制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記残量検知動作を行う必要がある状態と判断した場合には、前記残量検知動作を行う必要がない状態と判断した場合に比べ、前記制御用パラメーターによる画像形成条件変更量が少なく設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像形成装置内もしくはその周辺の温湿度を検出するための温湿度検出手段を有し、
前記温湿度検出手段の検出値を用いて画像形成条件を調整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】
前記トナー濃度検知手段とは、前記現像器に収容された前記現像剤の光学特性、前記現像器に収容された前記現像剤の磁気特性、前記像担持体に形成された基準潜像を前記現像器にて現像して得られる基準トナー像の付着量の少なくともいずれか一つを検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、過去において用いた前記現像器の温湿度条件と画像形成装置の画像形成条件、のうち少なくとも一つによって、その後の画像形成条件を調整することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御用パラメーターとして、出力しようとする画像データ、前記像担持体を照射することで静電潜像を形成する露光装置が前記像担持体を露光する露光量、前記トナー濃度検知手段の検知結果、前記補給現像剤補給手段が前記現像器に現像剤の補給動作をしたときの動作時間および／または動作量、のうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成条件とは、前記像担持体を一様に帯電させる一次帯電量、出力しようとする画像データに対応して露光装置の露光量を決定するためのルックアップテーブル、前記露光装置が所定の面積あたりで前記像担持体を露光する露光量、前記静電潜像の電位、前記現像器に印加される現像バイアス、前記トナー像を像担持体から中間転写体へと転写するための転写手段に印加される電流値および／または電圧値、の少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１乃至請求項５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、プリンタ、コピー等の電子写真方式の画像形成装置に関するものであり、特に乾式２成分現像方式を用いトナー補給装置にて現像剤を現像装置に補給する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２成分現像剤を用いた画像形成装置では、トナー補給装置にて適量のトナーを現像装置に補給する構成がとられている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、現像剤のトナー濃度低下が閾値を所定回数下回ることを検知することで、トナーなしと判断する方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０１５７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術においても、画像濃度変動の課題は十分でない。
【０００５】
本出願人の検討により、現像剤の温湿度は補給されるトナーの温湿度に影響されること、その影響度は両者の温湿度差と補給されたトナー量に従い大きくなることがわかった。これが従来課題であった画像濃度変動の一因だと思われる。
【０００６】
本発明は、トナー濃度検知をより精度よく行い、画像濃度変動を更に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、
像担持体と、
前記像担持体に担持された静電潜像をトナー像として可視像化するため少なくともトナーとキャリアからなる現像剤が収容される現像器と、
前記トナー像の形成によって前記現像器から消費された分のトナーを補給するため少なくともトナーを含む補給現像剤が収容された補給現像剤容器と、
前記補給現像剤容器に収容された前記補給現像剤を現像器に補給するための補給現像剤補給手段と、
前記現像器に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
を有し、
少なくとも、前記現像器の温度と、前記補給現像剤補給手段が補給する補給現像剤の温度と、前記補給現像剤補給手段が補給する補給現像剤の補給量と関連付けられた制御用パラメーターとを用いて画像形成条件を調整し、且つ、前記補給現像剤容器の内部の補給現像剤があるかどうかを判断する残量検知動作を、前記トナー濃度検知手段の検出値によって行う制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記残量検知動作を行う必要がある状態と判断した場合には、前記残量検知動作を行う必要がない状態と判断した場合に比べ、前記制御用パラメーターによる画像形成条件変更量が少なく設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上述の構成により、トナー濃度検知をより精度よく行い、画像濃度変動を更に抑制することである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の概略説明図。
【図２】第１実施形態の各ステーションの構成を詳しく説明する図。
【図３】第１実施形態の制御に係るブロック図。
【図４】第１実施形態のΔＴＤと補給スクリューの駆動時間との関係を示すグラフ。
【図５】第１実施形態の湿度算出の制御を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態の全体の制御を示すフローチャート。
【図７】第１実施形態のトナー残量検知の制御を示すフローチャート。
【図８】第１実施形態のトナー補充確認の制御を示すフローチャート。
【図９】第２実施形態の湿度算出の制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔第１実施形態〕
本実施形態の第１実施形態を説明する。図１は第１実施形態の画像形成装置の概略説明図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成するステーション（画像形成部）を有する、いわゆるタンデム方式のフルカラー画像形成装置である。各ステーションには、各色のトナー像を担持する感光体ドラム２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ）が配設される。尚、各ステーションの構成は同一であるため、以下の説明では必要に応じて（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の添え字を省略する。
【００１２】
画像形成の流れは次のとおりである。まず、画像形成装置は各ステーションにおいて各色のトナー像を可視像化（作像）し、中間転写ベルト２４（中間転写体）上で４色のトナー像が重ね合わせられる。その後、二次転写ローラー２９（二次転写手段）によって転写材２７に一括して二次転写する。４色分のトナー像を転写した転写材２７は定着器２５による加熱及び加圧を受けることで、トナー像が転写材２７に定着し、永久画像となる。転写材２７に転写されなかった残トナーは中間転写ベルトクリーナー２６ｚによって除去される。
【００１３】
図２は第１実施形態の各ステーションの構成を詳しく説明する図である。以下の説明の符号において、色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に関係する添え字を適宜省略して説明する。
【００１４】
まず、反時計回りに回転する感光体ドラム２８（像担持体）の表面を、一次帯電器２１によって帯電し、露光装置からのレーザー２２によって露光する。これにより、感光体ドラム２８上に静電潜像が形成される。
【００１５】
この静電潜像を、現像器１からのトナー供給により現像し、トナー像を得る。各色のトナー像は、一次転写帯電器２３（一次転写手段）によって感光体ドラム２８に直接接触する中間転写ベルト２４上に重ねて一次転写される。一次転写後に感光体ドラム２８上に残った残トナーはクリーナー２６により除去される。
【００１６】
図３は第１実施形態の制御に係るブロック図である。図２及び図３に示すように、各ステーションには帯電バイアス、現像バイアス、一次転写バイアスの印加のため、電源が配置される。具体的には、帯電バイアス電源４１、現像バイアス電源４２、一次転写バイアス電源４３が備えられる。プリンタ制御部３００は、内蔵するＣＰＵ３０１等によって、先述した画像形成装置の各部分やバイアス電源の動作を制御する。
【００１７】
感光体ドラム２８の表面は、一次帯電器２１に帯電バイアス電源４１から印加された帯電バイアスによって一様に帯電される。この一様に帯電された感光体ドラム２８上の電位を白地部電位又はＶｄ（Ｖ）と呼ぶ。帯電バイアスは、直流成分Ｖｃｈｇ（Ｖ）に交流成分を重畳したものであり、このような「ＡＣ帯電方式」では、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。
【００１８】
次に画像データ（画像信号）のレベルに対応する信号に基づいて不図示の露光部によりレーザー２２を駆動する。レーザー２２が感光体ドラム２８上のＶｄ（Ｖ）部を照射することで、静電潜像が形成される。ここで、所定の発光強度に設定されたレーザー２２が最大濃度部の画像データに対応する露光時間比率にて露光を行った部分の電位を最大濃度部電位又はＶｌ（Ｖ）と呼ぶ。
【００１９】
現像器１について詳しく説明する。本実施形態で、現像器１に収容される現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアを混合した「２成分現像方式」である。
【００２０】
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。トナー樹脂は、本実施形態で用いたポリエステルの他、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出来る。また本実施形態で用い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出来る。
【００２１】
磁性キャリアとして、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。２成分現像剤中のトナー重量％をＴＤ比（％）と呼び、初期状態では各色８％となるよう混合される。
【００２２】
現像器１の開口部には、感光体ドラム２８に対向するように現像スリーブ３が設けられていて、図１及び図２における時計回りに回転する。現像スリーブ３は、現像スリーブ３の内部にマグネット５が備えられる。このため現像スリーブ３は、２成分現像剤をマグネット５の磁力によって担持し感光体ドラム２８表面に搬送する。
【００２３】
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バイアスを印加する。Ｖｌ−Ｖｄｅｖの差分の絶対値をＶｃｏｎｔと呼び、現像スリーブ３から見た静電潜像の最大濃度部の電位のことを指す。
【００２４】
また、Ｖｄ−Ｖｄｅｖの絶対値をＶｂａｃｋと呼び、これは、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。
【００２５】
ＶｃｏｎｔとＶｂａｃｋの和はＶｄとＶｌの差分に一致し、この値を潜像コントラストと呼ぶ。最大露光量が決まっていれば、Ｖｄに対してＶｌは一意に決まる。すなわち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出来、そこには所定の関係式が存在する。
【００２６】
プリンタ制御部３００は、その所定の関係式を記憶していて、必要とされるＶｃｏｎｔ／Ｖｂａｃｋの値から適切なＶｄの値、即ち帯電バイアスの直流成分Ｖｃｈｇを決定する。またその値からＶｂａｃｋの値を差し引いたものが、即ち現像バイアスの直流成分Ｖｄｅｖとなる。
【００２７】
トナー像形成によってトナーが消費されると、消費された分だけの量のトナーが、トナーボトル６（補給現像剤容器）から現像器１に補給される。
【００２８】
補給トナー量ｚ（ｇ）の決定は、プリンタ制御部３００が、トナー濃度センサ５４（トナー濃度検知手段）のトナー濃度検知結果とトナー濃度基準値との差分から差分値ΔＴＤ（％）を算出する。そして、この差分に応じて補給スクリュー７（補給現像剤補給手段）の駆動時間ｓ（ｍｓｅｃ）を変えることで決定される。
【００２９】
尚、トナー濃度検知手段による濃度検知の方法は、現像器１に収容された現像剤の特性（光学特性又は磁気特性）に基づいて判断することができる。又は、感光体ドラム２８に形成された基準潜像を現像器１にて現像して得られる基準トナー像の付着量に基づいても判断することができる。本実施形態においては、いずれを採用してもよい。
【００３０】
図４は第１実施形態の差分値ΔＴＤと補給スクリューの駆動時間との関係を示すグラフである。駆動時間ｓは差分値ΔＴＤに対し図４のトナー補給テーブルに従う形で求められる。尚、トナー濃度基準値とは初期状態（２成分現像剤のＴＤ比が８％の状態）でのトナー濃度の検知結果のことである。
【００３１】
図２及び図３に示すように、各色の現像器１に第一温度センサ５１がそれぞれ配置される。第一温度センサ５１によって現像器１の温度Ｔを検知し、プリンタ制御部３００に通知する。また、各色のトナーボトル６に第二温度センサ５２が配置される。第二温度センサ５２は、トナーボトル６の温度ｔを検知し、プリンタ制御部３００に通知する。
【００３２】
第一温度センサ５１と第二温度センサ５２は、それぞれ現像器１内とトナーボトル６内に配置されていることが好ましい。これは、現像器１内の２成分現像剤の温度、トナーボトル６内の補給トナーの温度を、最も正確に測定できるためである。しかし、配置上の制約や現像器１の交換の可能性がある場合、現像器１又はトナーボトル６の外壁に接触するか、又はそれらの近傍に設置し、おおよその温度を測定することで代用してもよい。また画像形成装置内には、図１に示すように、装置内及びその周辺の雰囲気を測定するための温湿度センサ５３（温湿度検出手段）が備えられる。
【００３３】
（本実施形態の特徴部分）
次に、本実施形態の制御の特徴を、フローチャートを用いて示す。図５は第１実施形態の湿度算出の制御を示すフローチャートである。図６は第１実施形態の全体の制御を示すフローチャートである。図５のフローチャートは、図６の全体の制御の一部として示される。
【００３４】
まず、図６に示すように、制御を開始すると、プリンタ制御部３００はプリントの指示を受信し（ステップＳ１０１）、装置の駆動を開始や画像形成の準備を行う（ステップＳ１０２）。その後、現像剤の湿度（カレント値）ＲＨ（ａ）を算出する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の流れについて、次に、図５を用いて詳細に説明する。
【００３５】
図５に示すように、プリンタ制御部３００は、温湿度センサ５３の検出する温度（℃）及び相対湿度（％）を取得し、絶対水分量ＡＢＳ（ｇ／ｍ３）を算出する（ステップＳ００１）。
【００３６】
一般に温度及び相対湿度から絶対水分量（乾燥空気１ｋｇ中の水分量（ｇ））を求めるにはいくつか方法があるが、本実施形態においては飽和水蒸気圧と理想気体の状態方程式に従って以下のように絶対水分量を求める。
【００３７】
まず、本実施形態の画像形成装置はほぼ１気圧、温度０℃〜６０℃程度の環境で使用されるため、Ｔｅｔｅｎｓの近似式による算出方法をとる。
【００３８】
Ｔｅｔｅｎｓの近似式とは、
Ｅ（τ）＝６１１×１０＾（７．５×τ／（τ＋２３７．３） ）  …式（１）
（Ｅ：飽和水蒸気圧水分量（Ｐａ）、τ：摂氏温度（℃））
により温度τ℃時の飽和水蒸気圧（Ｐａ）を求めるものである。これにより、温度τ℃時の飽和水分量Ｅ（ｇ）を求める。
【００３９】
次に、理想気体の状態方程式に従って、
ＡＢＳ（ｇ／ｍ３）＝２．１６６８×Ｅ（τ）／（τ＋２７３．１５）
により飽和絶対水分量（容積絶対湿度）を求める。
【００４０】
この値に相対湿度の値を乗じて、絶対水分量（容積絶対湿度）ＡＢＳ（ｇ／ｍ３）を求める。この絶対水分量（容積絶対湿度）ＡＢＳ（ｇ／ｍ３）に、相対湿度（％）の値を乗ずることで、その温湿度での絶対水分量ＡＢＳ（ｇ／ｍ３）が求められる。
【００４１】
次に、プリンタ制御部３００は、第一温度センサ５１の温度Ｔ（現像器温度、℃）を取得し、温度Ｔ（℃）からその温度の飽和絶対水分量（ｇ／ｍ３）を求める。そして、その値でＡＢＳ（ｇ／ｍ３）を除算することで、現像器の湿度ＲＨ（ｂ）（％）を求める（ステップＳ００２）。
【００４２】
同様にして、プリンタ制御部３００は、第二温度センサ５２の温度ｔ（℃）とＡＢＳとから、補給トナー湿度ｒｈ（％）を求める（ステップＳ００３）。
【００４３】
次に、プリンタ制御部３００は、内蔵するメモリからフラグ値Ｆを読み出し、それが０かどうかを判断する（ステップＳ００４）。フラグ値Ｆは後述するトナー残量検知動作が、必要（Ｆ＝１）であったか必要ではなかった（Ｆ＝０）かどうかを示すものである。
【００４４】
ステップＳ００４でＹ（フラグ値Ｆ＝０）の場合、プリンタ制御部３００は、トナーボトル６に十分な量のトナーが残っていて、それが現像器１に補給されたと判断し、ステップＳ００５へと進む。
【００４５】
ステップＳ００５とは、画像形成動作中に現像器１への補給トナー量ｚ（ｇ）に応じて現像剤の湿度ＲＨ（ａ）（現像器１の「内部」にある２成分現像剤の湿度（％））を補正する過程である。
【００４６】
詳しく述べると、ステップＳ００５では、
ＲＨ（ａ）＝ＲＨ（ｂ）＋γ×（ｒｈ−ＲＨ（ｂ））×ｚ  …式（２）
に従ってＲＨ（ａ）が算出される。
【００４７】
ここで、式（２）において、
ＲＨ（ａ）：現像器１の内部にある２成分現像剤の湿度（％）、
ＲＨ（ｂ）：ステップＳ００２で求めた現像器（の外側）の湿度（％）、
ｒｈ：ステップＳ００３で求めた補給トナーの湿度（％）、
ｚ：補給されたトナー量（ｇ）、
γ：実験によって求められる係数（１／ｇ）、を表す。
【００４８】
この後、湿度ＲＨ（ａ）は、図６のステップＳ１０４にて画像形成条件を決定するための制御用パラメーターとなる。すなわち、補給されるトナーの量と温湿度が現像器内の現像剤の温湿度に影響した分を式（２）で補正することにより、画像濃度安定性を保つことができる。
【００４９】
ただし、補給トナー量ｚ（ｇ）として用いた値は、プリンタ制御部３００が認識する値ではない。プリンタ制御部３００は、代わりに補給スクリュー７の駆動時間ｓ（ｍｓｅｃ）を用い、トナーの補給スクリュー７の単位時間あたりの補給能力ｒが一定であるという前提で画像形成装置を制御している。
【００５０】
この「補給能力ｒが一定である」という前提が破られる場合とは、トナーボトル６に十分な量のトナーが残っていないと想定される場合である。即ち、トナー残量検知動作（詳細は後述する）が必要（先述のフラグ値Ｆ＝１、ステップＳ００４でＮ）という場合である。
【００５１】
ステップＳ００４でＮ（フラグ値Ｆ＝１）の場合、プリンタ制御部３００は、トナーの補給スクリュー７の回転に見合う実際の補給トナー量が保証されないと判断する。
【００５２】
この場合は、ステップＳ００２で求めた現像器（の外側）の湿度（％）をそのまま、つまり、
ＲＨ（ａ）＝ＲＨ（ｂ）  …式（３）
とする（ステップＳ００６）。そして、図６のステップＳ１０４に進み、湿度ＲＨ（ａ）に応じて画像形成条件を決定する。
【００５３】
以上述べたように、本実施形態のような方法により、画像形成装置が認識している補給トナー量と実際に補給されたトナー量の乖離で発生する過剰補正を抑制し、画像濃度の安定化を達成することができる。
【００５４】
（本実施形態のその他の動作の説明）
以下に、プリンタ制御部３００の制御による本実施形態の画像形成装置の具体的な動作手順を、図６ないし図８のフローチャートに従って説明する。
【００５５】
図６において、プリンタ制御部３００はプリント指示の命令を受ける（ステップＳ１０１）と、画像形成装置の駆動を開始して画像形成の準備状態となる（ステップＳ１０２）。
【００５６】
次に、プリンタ制御部３００は、先述したようなステップＳ１０３の動作にて現像剤の湿度ＲＨ（ａ）を算出し、湿度ＲＨ（ａ）に基づいて画像形成条件を算出し、設定する（ステップＳ１０４）。本実施形態においては画像形成条件としてＶｃｏｎｔをレーザー２２の露光強度で調整する方法をとる。レーザー２２の露光強度は、湿度ＲＨ（ａ）及び図４のテーブルにより算出し設定する。
【００５７】
画像形成条件が設定されたところで、プリンタ制御部３００は、画像形成装置にプリント動作を開始させる（ステップＳ１０５）。先述のようにプリント動作中にトナー濃度センサ５４の検出値を取得し、順次、差分値ΔＴＤ、駆動時間ｓと算出してトナーの補給動作を行う（ステップＳ１０６）。
【００５８】
画像形成が終わると、プリンタ制御部３００は、画像形成装置に画像形成の後処理動作を行わせる。同時にステップＳ１０６中で求めた差分値ΔＴＤをプリンタ制御部３００内のメモリに格納する（ステップＳ１０７）。
【００５９】
プリンタ制御部３００は、内蔵のメモリに今回分を含め最近１６回分の差分値ΔＴＤの履歴データを格納している。プリンタ制御部３００は、この最近の５回の差分値ΔＴＤが連続して−３％以下かどうかを判断し、トナー残量検知動作が必要かどうかを決定する（ステップＳ１０８）。ここで、最近の５回の差分値ΔＴＤが連続して−３％以下となった場合、フラグ値Ｆ＝１とする。
【００６０】
先にステップＳ１０８でＮの場合、つまり、トナー残量検知動作が不要と判断された場合について述べる。プリンタ制御部３００はメモリ内の変数であるフラグ値Ｆ＝０として（ステップＳ１１３）、画像形成装置の動作を終了させる（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１３でフラグ値Ｆ＝０とするのは、トナー残量検知動作が必要ではなかったことを記憶し、その情報を次回プリント動作時のステップＳ１０３で用いるためである。
【００６１】
一方、ステップＳ１０８でＹの場合、つまり、トナー残量検知動作が必要と判断された場合、プリンタ制御部３００は、フラグ値Ｆ＝１とする（ステップＳ１０９）。これにより、トナー残量検知動作が必要だったことを記憶する。この情報は次回プリント動作時のステップＳ１０３で用いられる。
【００６２】
続いて、トナーボトル６内のトナーが残っているかどうかを確認するため、トナー残量検知動作を行う（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０の制御について、図７を用いて詳細に説明する。図７は第１実施形態のトナー残量検知の制御を示すフローチャートである。
【００６３】
ステップＳ１１０の詳細は、図７に示す。図７は、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８からなる本実施形態のトナー残量検知動作を説明するフローチャートである。
【００６４】
プリンタ制御部３００は、まず現像器１を駆動状態にし（ステップＳ２０１）、差分値ΔＴＤを算出して内蔵の履歴メモリに記憶させる（ステップＳ２０２）。
【００６５】
次に、プリンタ制御部３００は、履歴メモリ内の差分値ΔＴＤで最新のもの（今算出された値と等しい）が−３（％）より大きいかどうかを判断する（ステップＳ２０３）。
【００６６】
ステップＳ２０３でＹ（差分値ΔＴＤ＞−３）の場合、トナー濃度は、ステップＳ１０８でＹとなった状態からトナー濃度基準値の方向に復帰していることを示す。このため、残量なし状態ではないと判断し、トナー残量なし状態を示すフラグ値Ｈを、Ｈ＝０とする。このとき同時に、以下に述べるステップＳ２０５の動作が何回行われたかを示すカウンタ値Ｇを、Ｇ＝０とする（ステップＳ２０４）。
【００６７】
ステップＳ２０３でＮ（差分値ΔＴＤ≦−３）の場合、先述のカウンタ値Ｇを＋１だけインクリメントさせ（ステップＳ２０６）、Ｇが５以上（Ｇ≧５）であるかどうかを判断する（ステップＳ２０７）。
【００６８】
まず、ステップＳ２０７でＮ（Ｇ＜５）となった場合について述べる。図４のトナー補給テーブルに従い、トナーの補給スクリュー７を回転させる。これによりトナー補給動作を行い（ステップＳ２０５）、再びステップＳ２０２、ステップＳ２０３と進んでトナー濃度が基準値方向に復帰しているかどうかを確認する。
【００６９】
ステップＳ２０７でＹ（Ｇ≧５）となった場合について説明する。この場合、差分値ΔＴＤの履歴がステップＳ１０８でＹとなった時点ですでに５回、−３（％）以下となっている。その後、ステップＳ２０５に入ってトナー補給動作をさせながらさらに５回、合計１０回にわたり差分値ΔＴＤが−３（％）以下、という状態を示している。この時点でプリンタ制御部３００は、トナー残量がないと判断し、フラグ値Ｈを、Ｈ＝１とする（ステップＳ２０８）。
【００７０】
以上のようにしてステップＳ１１０を行いフラグ値Ｈを決定した後、ステップＳ１１１でＨの値を判断する。ステップＳ１１１でＹの場合は該当する色のトナーボトル６を交換する必要がある。このため、画像形成装置のユーザーインターフェース（不図示）に「トナーなし」の表示をし、プリント禁止状態にする（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１１でＮの場合は通常に動作を停止し、次のプリントに備える（ステップＳ１１４）。
【００７１】
ステップＳ１１２に進んだ場合、プリンタ制御部３００は図８に示すような「トナーボトル交換確認フロー」に入る。図８は第１実施形態のトナー補充確認の制御を示すフローチャートである。
【００７２】
図８に示すように、プリンタ制御部３００は、トナーボトル６の交換動作が行われた場合に、必ず入るイベント発生を待機する。イベントとしては、例えば、トナーボトル６を収納する部分の扉の開閉、トナーボトル６に付随する不揮発性メモリなどを用いた個体識別番号やトナー残量概略値情報の変化などが考えられる。
【００７３】
トナーボトル６の交換動作が行われたことを検知する（ステップＳ３０１）と、まず、現像器１を駆動する（ステップＳ３０２）。
【００７４】
次に、現像器１の駆動状態でトナー濃度センサ５４の検出値を取得後、差分値ΔＴＤを算出し、履歴メモリに記憶する（ステップＳ３０３）。ここで、履歴メモリ内の最新の差分値ΔＴＤ（先ほど算出した値）が−１％より大きいかどうかを判別する（ステップＳ３０４）。
【００７５】
ここで、トナーボトル６の交換動作が行われてから１回目の場合、差分値ΔＴＤは図７のステップＳ２０３で−３％以下（差分値ΔＴＤ≦−３）と判断された直後の値となる。このため１回目のステップＳ３０４でＹ（差分値ΔＴＤ＞−１）と判断された場合は何らかの異常が考えられるが、その対処については割愛する。
【００７６】
ステップＳ３０４でＮ（差分値ΔＴＤ≦−１）と判断されると、ステップＳ２０６で用いたカウンタ値Ｇを１だけインクリメントさせる（ステップＳ３０７）。その後、カウンタ値Ｇが１０以上かどうかを判断する（ステップＳ３０８）。
【００７７】
ステップＳ３０８で、Ｙ（Ｇ≧１０）の場合は、交換されたはずのトナーボトル６が空であると判断し、残量なし状態（Ｈ＝１）として、トナーなしを再表示してプリント禁止状態を継続する（ステップＳ３１０）。
【００７８】
ステップＳ３０８がＮ（Ｇ＜１０）の場合は、トナーが補給されてはいるが、トナー濃度センサ５４での検知に到っていない状態である。このため、最新の差分値ΔＴＤに基いて図４の補給テーブルを参照し、適正な時間だけトナーの補給スクリュー７を回転駆動する。
【００７９】
その後ステップＳ３０３に戻り、補給されたトナーによって、ステップＳ３０４でＹ（差分値ΔＴＤ＞−１）と判断されるまで、制御を繰り返す。即ち、ステップＳ３０７、ステップＳ３０８、ステップＳ３０６、ステップＳ３０３、ステップＳ３０４の順でループ動作を行う。
【００８０】
この後ステップＳ３０４でＹ（差分値ΔＴＤ＞−１）と判断されればステップＳ３０５に進み、フラグ値Ｆ＝０、残量なし状態のフラグ値Ｈ＝０、カウンタ値Ｇ＝０、画像形成装置動作停止を行い、図６のステップＳ１０１に戻ってプリント指示待機状態となる。
【００８１】
ここで、上記ループ動作中に補給されたトナー分を考慮し、次回のステップＳ１０３で現像剤の湿度ＲＨ（ａ）が補正されることが好ましく、その場合は式（２）でｚを最大値（駆動時間ｓの最大値から算出される）として補正するなどの処置が考えられる。
【００８２】
以上のように、ＣＰＵ３０１は、残量検知動作を行う必要がある状態と判断した場合には、残量検知動作を行う必要がない状態と判断した場合に比べ、制御用パラメーターによる画像形成条件変更量を少なく設定する。尚、この制御は、過去において用いた現像器１の温湿度条件と画像形成装置の画像形成条件のうち少なくとも一つに基づいて制御を行うこととしてもよい。
【００８３】
本実施形態においては、ステップＳ００６の式（３）のように、ＲＨ（ａ）＝ＲＨ（ｂ）とし、補正量をゼロとしたが、これに限るものではない。例えば、補正量を通常の８０％等、所定の割合に抑えるとしてもよい。
【００８４】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態の画像形成装置は前述の実施形態で述べたものとほぼ同様であるが、以下の２点が異なる。即ち、図５のステップＳ００５、ステップＳ００６における現像剤の湿度（カレント値）ＲＨ（ａ）の算出式が異なり、 図２〜図３にて示した第二温度センサ５２が省略される。以下にその詳細を述べる。
【００８５】
（本実施形態の特徴部分）
図９は第２実施形態の湿度算出の制御を示すフローチャートである。図９は、本実施形態の特徴を詳しく説明する。図９のフローチャートは、第１実施形態の図６にて説明される画像形成装置全体のフローチャートの中で、ステップＳ１０３として示されるものである。
【００８６】
図９におけるステップＳ４０１は、図５におけるステップＳ００１と同内容であり、図９におけるステップＳ４０２は、図５におけるステップＳ００２と同内容である。
【００８７】
ステップＳ４０３において、第１実施形態では、プリンタ制御部３００が第二温度センサ５２によって、トナーボトル６の温度ｔを検知されていた。第２実施形態では、プリンタ制御部３００は、トナーボトル６の温度ｔを予測値として求める。温度ｔの予測方式は以下のとおりである。
【００８８】
（１）温湿度センサ５３の温度ｊ（℃）を取得する。  
（２）プリント動作が開始されたら、
ｔ（℃）＝ｊ＋開始からの経過時間ｕ（ｍｉｎ）×温度上昇勾配Ｍ（℃／ｍｉｎ）
とする。  
（３）ｔがｊ＋目標温度差分Ｋ（℃）に達したら、ｔ＝ｊ＋Ｋとする。  
（４）プリント動作が終了したら、目標温度差分Ｋ＝０（℃）として、
ｔ（℃）＝ｊ＋終了からの経過時間ｕ（ｍｉｎ）×温度下降勾配Ｎ（℃／ｍｉｎ）
とする。  
（５）ｔがｊに達したら、ｔ＝ｊとする。
【００８９】
次にプリンタ制御部３００は、内蔵するメモリからフラグ値Ｆを読み出し、それが０かどうかを判断する（ステップＳ４０４）。フラグ値Ｆは、トナー残量検知動作が、必要であった（Ｆ＝１）か、必要ではなかった（Ｆ＝０）かどうかを示す。
【００９０】
ステップＳ４０４でＹ（Ｆ＝０）の場合、プリンタ制御部３００は、トナーボトル６に十分な量のトナーが残っていて、そのトナーが現像器１に補給されたと判断し、ステップＳ４０５へと進む。
【００９１】
本実施形態のステップＳ４０５は、次の２段階からなる。
【００９２】
＜１＞プリンタ制御部３００が記憶している前回の現像剤の湿度ＲＨ（ａ）であるＲＨ（ｍ）と、今回ステップＳ４０２で求めた現像器１（の外側）の湿度ＲＨ（ｂ）との間を、経過時間ｋ（ｍｉｎ）と時定数β（ｍｉｎ）との比に応じて指数関数で補間する動作。
【００９３】
＜２＞さらに第１実施形態のステップＳ４０５と同様にトナー補給分による湿度変化を補正する動作。
【００９４】
まず、＜１＞による算出分の中間値として、以下の式（４）に基づき、ＲＨ（ｃ）の値を算出する。
【００９５】
つまり、
ＲＨ（ｃ）＝（ＲＨ（ｍ）−ＲＨ（ｂ））＊ｅｘｐ（−ｋ／β）＋ＲＨ（ｂ）  …式（４）
を算出する。
【００９６】
次に、＜２＞において、現像剤の湿度ＲＨ（ａ）の代わりに湿度ＲＨ（ｃ）を用い、以下の式（５）に基づき、次のようにＲＨ（ａ）を計算する。
【００９７】
ＲＨ（ａ）＝ＲＨ（ｃ）＋γ×（ｒｈ−ＲＨ（ｃ））×ｚ  …式（５）
これにより、トナー補給分による湿度変化を補正する。
【００９８】
ただし、式（４）、式（５）においての記号の意味は、
ＲＨ（ａ）：現像剤湿度のカレント値（％）
ＲＨ（ｂ）：ステップＳ４０２で求めた現像器（の外側）の湿度（％）
ＲＨ（ｃ）：ＲＨ（ａ）の算出に用いられる中間値（％）
ＲＨ（ｍ）：メモリ上に記憶された前回のＲＨ（ａ）（％）
ｒｈ：ステップＳ４０３で求めた補給トナーの湿度（％）
ｋ：前回の湿度ＲＨ（ａ）算出時刻から今回算出までの経過時間（ｍｉｎ）
ｚ：補給トナー量（ｇ）
γ：実験によって求められる係数（１／ｇ）
β：実験によって求められる係数（ｍｉｎ）
の通りである。
【００９９】
ここでβは、前回算出時の現像器１内の２成分現像剤の湿度ＲＨ（ｍ）が、ｋ（ｍｉｎ）経過する間に現像器１の外側の湿度ＲＨ（ｂ）になじんでいく速度を時定数という形で示すものである。この式（４）による湿度算出により、現像器１内の２成分現像剤の現像剤の湿度ＲＨ（ａ）（％）を、より精密に算出することができる。
【０１００】
ステップＳ４０４でＮ（Ｆ＝１）の場合、プリンタ制御部３００は、式（４）の湿度算出のみを行う。これによって第１実施形態と同様、画像形成装置が認識しているトナー補給量と実際に補給されたトナー量の乖離で発生する過剰補正を抑制し、画像濃度の安定化を達成することができる。特に本実施形態の場合、式（４）によって補正された現像剤の湿度ＲＨ（ａ）が次回の湿度ＲＨ（ａ）算出に影響するので、本発明の効果をよりよく得ることができる。
【０１０１】
〔他の実施形態〕
制御に用いられる制御用パラメーターは、前述の実施形態に限られるものではない。例えば、出力しようとする画像データ、露光装置の露光量、トナー濃度センサの検知結果、補給スクリュー７が現像器１に現像剤の補給動作をしたときの動作時間および／または動作量、のうち少なくともいずれか一つを含めばよい。
【０１０２】
また、以下のような制御を行ってもよい。例えば、補給現像剤の補給量と関連付けられたパラメーターとして、
・プリント時に露光装置が感光体ドラムを露光する露光時間積算値
・前記２成分現像剤のトナー濃度
・基準潜像を現像して得られる基準トナー像の付着量
等が挙げられる。
【０１０３】
また、画像形成条件としては、多数あるが、その中でも、
・静電潜像を形成する諸条件（電位、等）
・感光体ドラムを一様に帯電させる一次帯電量
・現像器に印加される現像バイアス（交流成分を含む）
・一次転写バイアスの電流値ないしは電圧値
・露光装置が所定の面積あたりで感光体ドラムを露光する露光量
・画像データに対応して露光装置の露光量を決定するためのルックアップテーブル
・中間転写体に印加される電流値および／または電圧値
の少なくともいずれか一つのようなパラメーターを調整することが好ましい。
【符号の説明】
【０１０４】
１…現像器
３…現像スリーブ
６…トナーボトル
２８…感光体ドラム
５１…第一温度センサ
５２…第二温度センサ
５３…温湿度センサ
５４…トナー濃度センサ
３００…プリンタ制御部
３０１…ＣＰＵ
【図１】
2013145264.tif 000003
【図２】
2013145264.tif 000004
【図３】
2013145264.tif 000005
【図４】
2013145264.tif 000006
【図５】
2013145264.tif 000007
【図６】
2013145264.tif 000008
【図７】
2013145264.tif 000009
【図８】
2013145264.tif 000010
【図９】
2013145264.tif 000011