(57)【要約】【課題】二成分現像形式のトナーでトナー像を形成する場合おいて、トナーの劣化を考慮せずにトナーの補充量を補正する場合と比較して、機内温度が上昇した場合であっても印刷画像の画質の低下を抑制することができる画像形成装置及び画像形成プログラムを提供する。【解決手段】温度及び湿度を計測する計測手段（Ｓ１０１）と、像保持体に画像情報信号に対応した静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及び磁性キャリアが混合した二成分現像剤を用いて静電潜像を現像して可視画像を形成する現像手段と、現像手段にトナーを補充する補充手段と、計測された温度及び湿度から、環境条件に基づく補正量（Ｓ１０３）、及び、装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を加味したトナーの補充量の補正量（Ｓ１０７）を求め、求めた補正量でトナーの補充量が補正されるように補充手段を制御する制御手段（Ｓ１１１）を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度及び湿度を計測する計測手段と、
像保持体に画像情報信号に対応した静電潜像を形成する潜像形成手段と、
トナー及び磁性キャリアが混合した二成分現像剤を用いて前記静電潜像を現像して可視画像を形成する現像手段と、
前記現像手段に前記トナーを補充する補充手段と、
計測された温度及び湿度から、環境条件に基づく補正量、及び、装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を加味した前記トナーの補充量の補正量を求め、求めた補正量で前記トナーの補充量が補正されるように前記補充手段を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記計測手段により計測された温度が、前記トナーが劣化している可能性があるか否かの判定基準である第１閾値以上であり、かつ計測された湿度が、前記トナーが劣化している可能性があるか否かの判定基準である第２閾値以下の場合は、前記環境条件に基づく補正量、及び、前記装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を加味したトナーの補充量の補正量を求め、求めた補正量で前記トナーの補充量が補正されるように前記補充手段を制御する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、連続して印刷される画像の枚数に基づく補正量を更に加味した前記トナーの補充量の補正量を求め、求めた補正量で前記トナーの補充量が補正されるように前記補充手段を制御する
請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、印刷される画像の画像密度に基づく補正量を更に加味した前記トナーの補充量の補正量を求め、求めた補正量で前記トナーの補充量が補正されるように前記補充手段を制御する
請求項１〜３の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、温度及び湿度の組み合わせ毎に環境条件に基づく補正量が示された環境条件テーブルから、前記環境条件に基づく補正量を取得し、温度及び湿度の組み合わせ毎に装置の稼働による温度上昇に基づく補正量が示された温度上昇テーブルから、前記装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を取得する
請求項１〜４の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１〜５の何れか１項記載の画像形成装置を構成する前記制御手段として機能させるための画像形成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、像担持体に画像情報信号に対応した静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を二成分現像剤を用いて現像して可視画像を形成する現像手段とを有する画像形成装置において、前記二成分現像剤のトナーを補給するトナー補給手段と、前記画像情報信号の画像の濃度情報に応じて前記トナー補給手段を作動させてトナーを補給させる第１の現像剤濃度制御装置と、周囲環境条件を検出する検出手段とを具備し、該検出手段によって検出された周囲環境条件に応じて、前記トナー補給手段の動作時間を補正し、トナーを補給することを特徴とする画像形成装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、トナーを有する現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置と、機外の温度および湿度を検出する機外温湿度検出部と、前記トナーの濃度を制御するための制御基準値を、機外の温度および湿度に基づいて予め設定された値に補正するための補正値が設定された補正テーブルを有し、当該補正テーブルに基づいて前記機外温湿度検出部の検出結果に対応する前記補正値を抽出し、当該補正値に基づいて前記制御基準値を補正して前記トナーの濃度を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、当該画像形成装置の機内環境の状態を検知する状態検知手段を更に備えるとともに、前記補正テーブルは、当該画像形成装置の機内環境の状態に対応して予め複数種類設定されており、前記制御手段は、前記制御基準値を補正する際に、前記状態検知手段により検知した検知結果に基づいて、前記複数種類の補正テーブルのうち、当該検知結果に対応する補正テーブルを選定するとともに、当該選定した補正テーブルを用いて前記補正値を抽出するようにしたことを特徴とする画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−０２７５２７号公報
【特許文献２】特開２００７−００３９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像形成にトナーを用いる際、機内温度が上昇することによってトナーの劣化が進行することがわかっている。それに加えて、近年、現像器の低コスト化を図り、現像器内のトナーの量を少なく抑える工夫がされるようになってきた。画像形成に二成分現像形式のトナーを用いる際に現像器内のトナーの量を少なく抑えた場合、トナーの量を多くした場合と比較すると、トナーの撹拌によるストレス等により、トナーの劣化が更に進行することが懸念される。トナーが劣化している場合には、転写ベルト上に形成されたトナー像のトナー濃度にばらつきが生じ、印刷の際にカブリ等の欠陥が発生する場合がある。
【０００６】
上記課題を鑑み、本発明は、二成分現像形式のトナーでトナー像を形成する場合において、トナーの劣化を考慮せずにトナーの補充量を補正する場合と比較して、機内温度が上昇した場合であっても印刷画像の画質の低下を抑制することができる画像形成装置及び画像形成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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像形成装置は、温度及び湿度を計測する計測手段と、像保持体に画像情報信号に対応した静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及び磁性キャリアが混合した二成分現像剤を用いて前記静電潜像を現像して可視画像を形成する現像手段と、前記現像手段に前記トナーを補充する補充手段と、計測された温度及び湿度から、環境条件に基づく補正量、及び、装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を加味した前記トナーの補充量の補正量を求め、求めた補正量で前記トナーの補充量が補正されるように前記補充手段を制御する制御手段と、を有する。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記計測手段により計測された温度が、前記トナーが劣化している可能性があるか否かの判定基準である第１閾値以上であり、かつ計測された湿度が、前記トナーが劣化している可能性があるか否かの判定基準である第２閾値以下の場合は、前記環境条件に基づく補正量、及び、前記装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を加味したトナーの補充量の補正量を求め、求めた補正量で前記トナーの補充量が補正されるように前記補充手段を制御する。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記制御手段は、連続して印刷される画像の枚数に基づく補正量を更に加味した前記トナーの補充量の補正量を求め、求めた補正量で前記トナーの補充量が補正されるように前記補充手段を制御する。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記制御手段は、印刷される画像の画像密度に基づく補正量を更に加味した前記トナーの補充量の補正量を求め、求めた補正量で前記トナーの補充量が補正されるように前記補充手段を制御する。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の発明において、前記制御手段は、温度及び湿度の組み合わせ毎に環境条件に基づく補正量が示された環境条件テーブルから、前記環境条件に基づく補正量を取得し、温度及び湿度の組み合わせ毎に装置の稼働による温度上昇に基づく補正量が示された温度上昇テーブルから、前記装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を取得する。
【００１２】
一方、上記目的を達成するために、請求項６に記載の画像形成プログラムは、請求項１〜５の何れか１項記載の画像形成装置を構成する前記制御手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、６に記載の発明によれば、二成分現像形式のトナーでトナー像を形成する場合おいて、トナーの劣化を考慮せずにトナーの補充量を補正する場合と比較して、機内温度が上昇した場合であっても印刷画像の画質の低下を抑制することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、トナーが劣化している可能性があるか否かの判定基準を用いずにトナーの補充量を補正する場合と比較して、トナーの補充量の補正に使用される情報量を低減させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、連続して印刷される画像の枚数を考慮せずにトナーの補充量を補正する場合と比較して、機内温度が上昇した場合であっても印刷画像の画質の低下を抑制することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、印刷される画像の画像密度を考慮せずにトナーの補充量を補正する場合と比較して、機内温度が上昇した場合であっても印刷画像の画質の低下を抑制することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、温度及び湿度の組み合わせ毎に環境条件に基づく補正量が示された環境条件テーブル、及び、温度及び湿度の組み合わせ毎に装置の稼働による温度上昇に基づく補正量が示された温度上昇テーブルを用いない場合と比較して、補正量を示す情報の情報量が膨大になることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図（破断側面図）である。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る環境条件テーブルを示す模式図である。
【図４】実施形態に係る対応情報を示す表である。
【図５】実施形態に係る温度上昇テーブルを示す模式図である。
【図６】第１実施形態に係るトナー補充処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施形態に係る枚数情報を示す表である。
【図８】第２実施形態に係るトナー補充処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】第３実施形態に係るトナー補充処理プログラムの処理の流れ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】
【００１９】
［第１実施形態］
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、電子写真方式を用いた所謂タンデム型のフルカラーの画像形成装置に適用した場合について説明する。
【００２１】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成を説明する。なお、以下では、黄色をＹ、マゼンタ色をＭ、シアン色をＣ、黒色をＫで表すと共に、各部品を色毎に区別する必要がある場合には、符号の末尾に各色に対応する色符号（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を付して説明する。また、以下では、各構成部品を色毎に区別せずに総称する場合には、符号の末尾の色符号を省略して説明する。
【００２２】
本実施の形態に係る画像形成装置１０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ毎に、図１の矢印Ａの方向に回転する４つの像保持体である感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを備えている。また、画像形成装置１０は、帯電バイアスを印加することにより各感光体１２の表面を帯電する帯電器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを備えている。
【００２３】
また、画像形成装置１０は、帯電された感光体１２の表面を各色の画像情報に基づいて変調された露光光により露光し、感光体１２上に静電潜像を形成するレーザ出力部１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを備えている。また、画像形成装置１０は、各色の現像剤（トナー）を保持する現像ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋを備えている。
【００２４】
また、画像形成装置１０は、図示しない現像バイアス用電源を備えている。そして、画像形成装置は１０、現像ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに現像バイアスを印加することにより、感光体１２上の静電潜像を各色のトナーで現像して感光体１２上にトナー像を形成する現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えている。現像器２０には、補充されたトナーを撹拌する図示しない撹拌部材が設けられていて、現像器２０の内部に排出されたトナーは、トナー濃度が均一化されるように撹拌部材により撹拌される。
【００２５】
また、画像形成装置１０は、トナーが内部に貯蔵され、貯蔵されたトナーを現像器２０Ｙ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｋの各々に補充するトナー補充漕２１Ｙ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｋを備えている。トナー補充漕２１には、一定速度で回転することにより、貯蔵されているトナーを一定の補充速度で排出して現像器２０に補充する図示しないスクリューが設けられている。
【００２６】
また、画像形成装置１０は、感光体１２上の各色のトナー像を中間転写ベルト２２に転写する一次転写器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを備えている。
【００２７】
また、画像形成装置１０は、記録媒体としての用紙Ｐを収納する用紙収容部２６と、中間転写ベルト２２上のトナー像を用紙Ｐに転写する二次転写装置２８と、を備えている。また、画像形成装置１０は、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着する定着器３０と、トナー像を用紙Ｐに転写した後に、中間転写ベルト２２の表面に残留するトナーをクリーニングする図示しないベルトクリーナーと、を備えている。また、画像形成装置１０は、各感光体１２の表面をクリーニングする図示しないクリーナーと、各感光体１２の表面の残留電荷を除去する図示しない除電器と、を備えている。
【００２８】
また、画像形成装置１０は、中間転写ベルト２２に転写されたトナー像の濃度を検出する濃度センサ６０を備えている。なお、本実施形態では、濃度センサ６０として、発光素子及び受光素子を有する反射型の光学センサを用いるが、これに限らず、トナー像の濃度を検出可能な従来既知のセンサを適用すればよい。
【００２９】
更に、画像形成装置１０は、機内温度を検出する温度センサ６２、及び機内湿度を検出する湿度センサ６４を備えている。なお、温度センサ６２としては、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対等の温度を検出する従来既知のセンサを適用すればいい。また、湿度センサ６４としては、抵抗変化型湿度センサ、静電容量変化型湿度センサ等の湿度を検出する従来既知のセンサを適用すればよい。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置１０における画像形成工程について説明する。
【００３１】
形成される画像を示す画像情報が入力されると、画像形成装置１０は帯電器１４に帯電バイアスを印加し、感光体１２の表面を負極に帯電する。
【００３２】
一方、画像形成装置１０は、画像情報をＹＭＣＫ各色の画像情報に分解した後、各色の画像情報に基づいた変調信号を、対応する色のレーザ出力部１６に出力する。レーザ出力部１６は、入力された変調信号に従って変調されたレーザ光線Ｌを出力する。
【００３３】
変調されて出力されたレーザ光線Ｌは、各々感光体１２の表面に照射される。感光体１２の表面は帯電器１４により負極に帯電した状態にあるが、感光体１２の表面にレーザ光線Ｌが照射されると、レーザ光線Ｌが照射された部分の電荷が消滅して、感光体１２上にはそれぞれＹＭＣＫ各色の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００３４】
感光体１２上に形成された静電潜像が現像器２０に到達すると、図示しない現像バイアス用電源により現像器２０内の現像ロール１８に現像バイアスが印加される。そして、現像ロール１８の周面に保持された各色のトナーが、各々感光体１２の静電潜像に付着し、感光体１２に各色の画像情報に対応したトナー像が形成される。
【００３５】
また、図示しないモータによりローラ３２Ａ〜３２Ｃ、及び二次転写装置２８のバックアップロール２８Ａが回転し、中間転写ベルト２２が一次転写器２４と感光体１２とにより形成される間隙に搬送されて、中間転写ベルト２２が感光体１２に押し当てられる。この際、一次転写器２４により一次転写バイアスが印加されると、感光体１２に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト２２に転写される。この場合、各色のトナー像の中間転写ベルト２２への転写開始位置を一致させるようにローラ３２Ａ〜３２Ｃ、及びバックアップロール２８Ａの回転を制御する。このようにして各色のトナー像を重ね合わせることにより、画像情報に対応したトナー像が中間転写ベルト２２に形成される。なお、図１では、中間転写ベルト２２の搬送方向を矢印Ｂとして示している。
【００３６】
中間転写ベルト２２へトナー像を転写した感光体１２は、クリーナーにより表面に付着した残留トナー等の付着物が除去され、除電器により残留電荷が除去される。
【００３７】
一方、二次転写装置２８は、例えば中間転写ベルト２２を支持するバックアップロール２８Ａ、バックアップロール２８Ａと共に用紙Ｐを挟持する二次転写ロール２８Ｂ、補助ロール２８Ｃを備えている。また、二次転写装置２８は、二次転写ロール２８Ｂ及び補助ロール２８Ｃに張架され、二次転写ロール２８Ｂの回転に追従して用紙Ｐを搬送する二次転写ベルト３４も備えている。そして、二次転写ロール２８Ｂは、中間転写ベルト２２に接触することで、中間転写ベルト２２の搬送に追従して回転する。
【００３８】
また、図示しないモータにより用紙搬送ローラ３６が回転することで、用紙収容部２６内の用紙Ｐがバックアップロール２８Ａと二次転写ロール２８Ｂとにより形成される間隙に搬送される。
【００３９】
そして、用紙Ｐが、トナー像が形成されている中間転写ベルト２２の面と対向した状態でバックアップロール２８Ａと二次転写ロール２８Ｂとの間隙に挟まれる際に、バックアップロール２８Ａに二次転写バイアスが供給される。また、中間転写ベルト２２に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写される。そして、用紙Ｐは中間搬送ローラ３８Ａ、３８Ｂにより定着器３０に搬送され、定着器３０により用紙Ｐ上に転写されたトナー像が加熱溶融されて、トナー像が用紙Ｐに定着される。
【００４０】
一方、用紙Ｐへトナー像を転写した中間転写ベルト２２は、ベルトクリーナーにより表面に付着した残留トナー等の付着物が除去される。
【００４１】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１０の電気系の要部構成について説明する。
【００４２】
図２に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、画像形成装置１０の全体的な動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）７０、及び各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）７２を備えている。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ７０による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）７４、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部７６を備えている。
【００４３】
また、画像形成装置１０は、外部装置と通信情報の送受信を行う通信回線Ｉ／Ｆ（Interface）部７８を備えている。また、画像形成装置１０は、画像形成装置１０に対するユーザからの指示を受け付けると共に、ユーザに対して画像形成装置１０の動作状況等に関する各種情報を通知する操作表示部８０を備えている。なお、操作表示部８０は、例えば、プログラムの実行により操作指示の受け付けを実現する表示ボタンや各種情報が表示されるタッチパネル式のディスプレイ、及びテンキーやスタートボタン等のハードウェアキーを含む。
【００４４】
また、画像形成装置１０は、画像形成部８２を備えている。画像形成部８２は、前述した画像形成工程の画像形成に関する各種処理を行う各構成部品を含んで構成されている。
【００４５】
そして、ＣＰＵ７０、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７４、記憶部７６、通信回線Ｉ／Ｆ部７８、操作表示部８０、画像形成部８２、及び濃度センサ６０の各部がアドレスバス、データバス、及び制御バス等のバス８４を介して互いに接続されている。
【００４６】
従って、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、ＣＰＵ７０により、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７４、及び記憶部７６に対するアクセス、通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介した通信情報の送受信を各々行う。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ７０により、操作表示部８０を介した各種情報の取得、及び操作表示部８０に対する各種情報の表示を各々行う。また、画像形成装置１０は、ＣＰＵ８０により、画像形成部８２による画像の形成を行う。更に、画像形成装置１０は、濃度センサ６０により検出されたトナー像の濃度を示す濃度値を取得する。
【００４７】
ここで、本実施形態では、トナーに磁性キャリアが混合された二成分現像剤を用いてトナー像を形成する。磁性キャリアは、鉄またはフェライトの微粒子磁性粉に樹脂がコーティングされることで形成され、トナーを摩擦し帯電させる役割と、トナーを感光体１２上に搬送する役割とを担っている。そして、トナーは、磁性キャリアとの摩擦で帯電し、感光体１２上に静電的に吸着した後、中間転写ベルト２２に転写される。この際、トナーは消費される一方で、磁性キャリアは回収され再利用されるため、印刷を繰り返すたびにトナーと磁性キャリアとの混合比が変化し、トナー濃度が薄くなっていく傾向がある。そのため、二成分現像剤を用いてトナー像を形成する場合には、通常、トナー濃度が一定の値となるようにトナーの補充量を補正しつつトナーを現像器２０に補充する。
【００４８】
トナーの補充量を補正する際には、一般的に、トナー濃度を光学的に検知してトナーの補充量を補正する方法と、二成分現像剤の透磁率、量、及び流動性の変化からトナー濃度を検知してトナーの補充量を補正する方法との何れかが用いられる。本実施形態では、上述したように、濃度センサ６０によりトナー濃度を光学的に検知してトナーの補充量を補正する。
【００４９】
具体的には、トナー濃度を補正する際に用いるトナー濃度として予め定めた基準濃度に対応する強度のレーザ光線Ｌを感光体１２に照射することにより、感光体１２にトナー濃度の調整用のトナー像（パッチ）を形成させる。また、中間転写ベルト２２に転写されたパッチのトナー濃度を濃度センサ６０により検出する。そして、濃度センサ６０の検出値と濃度センサ６０の目標値との差分を打ち消すようにトナーの補充量を補正する。
【００５０】
すなわち、検出したトナー濃度が基準濃度より低い場合は、トナー濃度を基準濃度とするための不足分のトナーの量を算出し、トナー像の形成に消費されたトナーを補充するための消費トナー補充量に不足分のトナーの量を加算した値を調整トナー補充量とする。また、検出したトナー濃度が基準濃度より高い場合は、トナー濃度を基準濃度とするための過剰分のトナーの量を算出し、消費トナー補充量から過剰分のトナーの量を減算した値を調整トナー補充量とする。なお、検出した濃度が基準濃度であった場合は、消費トナー補充量をそのまま調整トナー補充量とする。なお、濃度センサ６０は、上述したように、発光素子及び受光素子を有する反射型の光学センサであり、中間転写ベルト２２に光を照射し、その反射率でトナー濃度を判定する。従って、トナー濃度が低い場合は反射率が高いため、濃度センサ６０の検出値は高くなり、トナー濃度が高い場合は照射光が乱反射して濃度センサ６０の検出値は低くなる。すなわち、トナー濃度と濃度センサ６０の検出値との大小関係は逆となる。
【００５１】
ここで、トナーの物性は、温度及び湿度の環境条件によって変化することがわかっている。そこで、本実施形態では、機内温度及び機内湿度の組み合わせ毎の環境区分を示す環境条件テーブルを記憶部７６に記憶している。一例として図３に示すように、環境条件テーブルは、温度範囲及び湿度範囲の組み合わせ毎に、環境区分が示されている。例えば、機内温度が２３℃より高く２６℃以下であり、機内湿度が２６％より高く３２％以下であった場合には、図３に太枠で示すように、環境区分が４となる。なお、機内温度が上昇するのに伴って機内湿度が低くなることを考慮し、環境条件テーブルにおいて、図３の矢印Ｃで示すように、機内温度が変化した場合に同一の環境区分内で移動するように、各環境区分が設定されている。
【００５２】
一方、本実施形態では、一例として図４に示すように、環境区分毎に、濃度センサ６０の目標値の補正量が対応付けられた対応情報が記憶部７６に記憶されている。この対応情報における各補正量は、予め実験等によって各環境区分における最適なトナーの補充量の補正量として求めた補正量である。なお、対応情報において、濃度センサ６０の目標値の補正量がプラスであった場合は、目標値に補正量を加算することを意味し、補正量がマイナスの数値であった場合は、目標値から補正量を減算することを意味する。例えば、濃度センサ６０の目標値が１００で、環境区分が１、すなわち補正量が５であった場合は、濃度センサ６０の目標値１００に補正量の５を加算した１０５を、補正後の濃度センサ６０の目標値とする。なお、本実施形態では、上述したように、トナー濃度が高い程、濃度センサ６０の検出値は低くなる。そのため、濃度センサ６０の目標値を高くすることは、トナー濃度を低くすることを意味し、濃度センサ６０の目標値を低くすることは、トナー濃度を高くすることを意味する。
【００５３】
このように、本実施形態では、温度センサ６２により検出された温度、及び湿度センサ６４により検出された湿度に対応する環境区分を取得し、環境区分に対応する濃度センサ６０の目標値の補正量を取得し、濃度センサ６０の目標値を補正する。そして、濃度センサ６０の検出値が濃度センサ６０の目標値となるように、現像器２０に補充されるトナーの補充量を補正する。
【００５４】
ここで、更に、装置の稼働により機内温度が上昇すると、トナーの劣化が促進する可能性があることがわかっている。濃度センサ６０により光学的にトナー濃度を検出する際に、トナーが劣化している場合、トナーの濃度が薄くなり、トナーの量が減っていないにも関わらず、トナー濃度が低い値で検出される可能性がある。その場合には、トナーの量が減っていないにも関わらず、トナー濃度が低くなっていると判定され、トナーの補充量が過剰となり、かぶり等が発生する可能性がある。
【００５５】
そこで、本実施形態では、環境条件に基づく補正量に加えて、装置の稼働による温度上昇に基づく補正量も加味し、濃度センサ６０の目標値を補正する。
【００５６】
本実施形態では、一例として図５に示すように、装置の稼働による温度上昇に基づく濃度センサ６０の目標値の補正量を示す温度上昇テーブルを記憶部７６に記憶している。温度上昇テーブルは、温度範囲及び湿度範囲の組み合わせのうち、トナーが劣化する可能性がある特定の組み合わせについて、濃度センサ６０の目標値の補正量を示している。例えば、濃度センサ６０の目標値が１０５で、機内温度が３８度より高く４０℃以下であり、機内湿度が１４％より高く２６％以下である、すなわち、濃度センサ６０の目標値の補正量が＋２０であった場合には、補正後の濃度センサ６０の目標値は１２５となる。
【００５７】
そして、トナーの補充量とトナーの補充速度とから、トナーの補充期間を算出し、この補充期間の間、トナー補充漕２１のスクリューを回転させることにより、トナーの補充量に応じた量のトナーを現像器２０に補充する。
【００５８】
このように、本実施形態では、濃度センサ６０の目標値を環境条件に基づく補正量で補正した後、更に、装置の稼働による温度上昇に基づく補正量で補正する。この際、環境条件に基づく補正量、及び装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を、各々別個のテーブルで保持し、各々別個に取得することにより、温度範囲及び湿度範囲の区分が各々異なっていても情報量が膨大になることが抑制される。
【００５９】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１０のＣＰＵ７０が、用紙Ｐに画像を形成する画像形成処理が実行されるタイミングで、画像形成処理と並列して繰り返し実行されるトナー補充処理を行う際の処理の流れを、図６に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、トナー補充処理のプログラムは予め記憶部７６に記憶されているが、これに限らない。例えば、トナー補充処理のプログラムが通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介して外部装置から受信されて記憶部７６に記憶されても良い。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたトナー補充処理のプログラムがＣＤ−ＲＯＭドライブ等で通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介して読み込まれることにより、トナー補充処理が実行されるようにしてもよい。
【００６０】
なお、本実施形態では、画像形成処理が実行されるタイミングでトナー補充処理が実行されるが、これに限らず、トナー補充処理は、画像形成処理中に操作表示部８０により実行が指示されたタイミング、画像形成処理が実行されてから一定時間経過後のタイミングで実行されても良い。
【００６１】
ステップＳ１０１では、感光体１２にパッチを形成するように画像形成部８２を制御する。また、ステップＳ１０３では、感光体１２から中間転写ベルト２２に転写されたパッチのトナー濃度を濃度センサ６０により検出する。更に、ステップＳ１０５では、濃度センサ６０による検出値を用いて、トナー像の形成に消費されたトナーを補充するための調整トナー補充量を算出する。
【００６２】
ステップＳ１０７では、温度センサ６２から温度情報を取得すると共に、湿度センサ６４から湿度情報を取得する。
【００６３】
ステップＳ１０９では、環境条件に基づくトナーの補充量の補正量を取得する。本実施形態では、図３に示す環境条件テーブル、及び図４に示す対応情報から、取得した温度情報によって示される温度、及び湿度情報によって示される湿度に対応する濃度センサ６０の目標値の補正量を取得する。また、濃度センサ６０の目標値が、取得した補正量の分だけ補正されるトナーの補充量の補正量を算出する。
【００６４】
ステップＳ１１１では、取得した温度が第１閾値以上で、かつ、取得した湿度が第２閾値以下であるか否かを判定する。なお、第１閾値及び第２閾値は、装置の稼働による温度上昇によりトナーが劣化している可能性があるか否かの判定基準である。本実施形態では、第１閾値は、一例として３０℃とする。また、本実施形態では、第２閾値は、一例として５０％とする。このように、トナーが劣化している可能性があるか否かを判定することで、後述するように、トナーが劣化している可能性が低い場合には、装置の稼働による温度上昇に基づく補正が省略される。また、図５に太線の枠で示すように、装置の稼働による温度上昇に基づく補正の補正量として、トナーが劣化している可能性がある温度範囲及び湿度範囲のみの補正量を示す情報を用いても良い。これにより、トナーの補充量の補正に使用される情報量を低減させることができる。
【００６５】
ステップＳ１１１で、取得した温度が第１閾値以上で、かつ、取得した湿度が第２閾値以下であると判定した場合（Ｓ１１１，Ｙ）は、ステップＳ１１３に移行する。また、ステップＳ１１３で、取得した温度が第１閾値より低い場合、又は、取得した湿度が第２閾値より高い場合（Ｓ１１１，Ｎ）は、ステップＳ１１７に移行する。
【００６６】
ステップＳ１１３では、装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を取得する。本実施形態では、図５に示す温度上昇テーブルから、取得した温度情報によって示される温度、及び湿度情報によって示される湿度に対応する濃度センサ６０の目標値の補正量を取得する。また、濃度センサ６０の目標値が、取得した補正量の分だけ補正されるトナーの補充量の補正量を算出する。
【００６７】
なお、本実施形態では、図５に示す温度上昇テーブルから、装置の稼働による温度上昇に基づく濃度センサ６０の目標値の補正量を取得するが、これに限らず、装置の稼働による温度上昇に基づく濃度センサ６０の目標値の補正量を予め定めた固定値としても良い。この固定値は、例えば、装置の稼働により機内温度が上昇した場合でもカブリが発生しない補正量を予め実験によって得ておき、得られた補正量の平均値とすると良い。
【００６８】
ステップＳ１１５では、ステップＳ１０９で取得した環境条件に基づくトナーの補充量の補正量に、ステップＳ１１３で取得した装置の稼働による温度上昇に基づくトナーの補充量の補正量を加算する。
【００６９】
ステップＳ１１７では、トナーの補充量を補正する。この際、ステップＳ１０９の処理を行っていない場合は、調整トナー補充量に、ステップＳ１０９で取得した環境条件に基づくトナーの補充量の補正量を加算した値をトナーの補充量とする。また、ステップＳ１１５の処理を行った場合は、環境条件に基づくトナーの補充量の補正量に応じて補正した値に、更に、ステップＳ１１５で装置の稼働による温度上昇に基づくトナーの補充量の補正量を加算した値をトナーの補充量とする。
【００７０】
ステップＳ１１９では、算出した補充量のトナーが現像器２０に補充されるようにトナー補充漕２１のスクリューを回転させ、現像器２０にトナーを補充し、本トナー補充処理プログラムの実行を終了する。
【００７１】
なお、本実施形態では、ステップＳ１０５の判定を行い、肯定判定となった場合にステップＳ１０７及びＳ１０９の処理を行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、ステップＳ１０５の判定を行わずにステップＳ１０７及びＳ１０９の処理を必ず行うようにしても良い。
【００７２】
また、本実施形態では、環境条件に基づく補正量、及び装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を、各々別個のテーブルで保持し、各々別個に取得する場合について説明したが、これに限らない。例えば、環境条件に基づく補正量、及び装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を足し合わせた１つのテーブルを記憶部７６に記憶しておき、上記ステップＳ１０３で双方の補正量を一度に取得するようにしても良い。この場合には、ステップＳ１０５乃至Ｓ１０９の処理が省略される。
【００７３】
また、本実施形態では、調整トナー補充量に、環境条件に基づくトナーの補充量、及び装置の稼働による温度上昇に基づくトナーの補充量の補正量を加算した値をトナーの補充量とするが、これに限らない。例えば、トナーの補充量の各補正量が補正係数で示され、調整トナー補充量に補正係数を乗算した値をトナーの補充量としても良い。
【００７４】
また、本実施形態では、ステップＳ１１１で取得した温度、及び取得した湿度を用いて、トナーが劣化している可能性があるか否かの判定を行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、ステップＳ１１１で、取得した温度のみ、又は取得した湿度のみを用いて、トナーが劣化している可能性があるか否かの判定を行っても良い。または、ステップＳ１１１で、取得した温度、及び取得した湿度の組み合わせを用いて、トナーが劣化している可能性があるか否かの判定を行っても良い。この場合には、例えば、トナーが劣化している可能性がある機内温度及び機内湿度の組み合わせを予め記憶しておき、取得した温度、及び取得した湿度の組み合わせが記憶されている場合に、トナーが劣化している可能性があると判定すると良い。
【００７５】
［第２実施形態］
【００７６】
第２実施形態に係る画像形成装置の構成は、第１実施形態に係る画像形成装置１０と同じであるため、第２実施形態では各構成の説明を省略する。
【００７７】
上記第１実施形態では、機内温度が第１閾値以上で、かつ機内湿度が第２閾値以下である場合に、装置の稼働による温度上昇に基づく補正量を加味する場合について説明した。一方、本第２実施形態では、連続して印刷される画像の枚数が第３閾値以上である場合に、更に連続して印刷される画像の枚数に基づく補正量を加味する場合について説明する。
【００７８】
一般的な画像形成装置において、一連の印刷処理内で連続して印刷される複数の画像の形成が行われている間、トナー及び磁性キャリアの撹拌が行われる。従って、連続して印刷される画像の枚数が少ない場合は、連続して印刷される画像の枚数が多い場合と比較して、トナー及び磁性キャリアが撹拌される頻度が相対的に多くなる。トナーは撹拌によって徐々に劣化するため、撹拌される頻度が多くなる程、現像器２０内のトナーの劣化が進んでいる可能性がある。
【００７９】
そこで、本実施形態では、連続して印刷される画像の枚数に基づくトナーの補充量の補正量を加味して、トナーの補充量を補正するトナー補充処理を行う。
【００８０】
なお、本実施形態では、一例として図７に示すように、連続して印刷される画像の枚数毎の濃度センサ６０の目標値の補正量を示す枚数情報を記憶部７６に記憶している。例えば、濃度センサ６０の目標値が１００で、連続して印刷される画像の枚数が１０枚であった場合は、濃度センサ６０の目標値の補正量が５となり、新たな濃度センサ６０の目標値は１０５となる。
【００８１】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１０のＣＰＵ７０が、用紙Ｐに画像を形成する画像形成処理が実行されるタイミングで、画像形成処理と並列して繰り返し実行されるトナー補充処理を行う際の処理の流れを、図８に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、トナー補充処理のプログラムは予め記憶部７６に記憶されているが、これに限らない。例えば、トナー補充処理のプログラムはトナー補充処理のプログラムが通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介して外部装置から受信されて記憶部７６に記憶されても良い。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたトナー補充処理のプログラムがＣＤ−ＲＯＭドライブ等で通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介して読み込まれても良い。
【００８２】
ステップＳ２０１及びＳ２１５では、第１実施形態のステップＳ１０１及びＳ１１５と同様の処理を行う。
【００８３】
次のステップＳ２１７では、連続して印刷される画像の枚数が、撹拌によりトナーが劣化している可能性があるか否かの判定基準である第３閾値以下であるか否かを判定する。本実施形態では、第３閾値は、一例として１０枚とする。
【００８４】
ステップＳ２１７で連続して印刷される画像の枚数が第３閾値以下であると判定された場合（Ｓ２１７，Ｙ）は、ステップＳ２１９に移行する。また、連続して印刷される画像の枚数が第３閾値より多いと判定された場合（Ｓ２１７，Ｎ）は、ステップＳ２２３に移行する。
【００８５】
ステップＳ２１９では、連続して印刷される画像の枚数に基づくトナーの補充量の補正量を取得する。本実施形態では、図７に示す枚数情報から、連続して印刷される画像の枚数に対応する濃度センサ６０の目標値の補正量を取得する。
【００８６】
ステップＳ２２１では、ステップＳ２０９で取得した環境条件に基づくトナーの補充量の補正量に、ステップＳ２１９で取得した連続して印刷される画像の枚数に基づくトナーの補充量の補正量を加算する。この際、ステップＳ２１５の処理を行った場合は、ステップＳ２１５で加算したトナーの補充量に、更に、ステップＳ２１９で取得した連続して印刷される画像の枚数に基づくトナーの補充量の補正量を加算する。
【００８７】
ステップＳ２２３では、トナーの補充量を補正する。この際、ステップＳ２１５及びＳ２２１の処理を行っていない場合は、調整トナー補充量に、ステップＳ２０９で取得した環境条件に基づくトナーの補充量の補正量を加算した値をトナーの補充量とする。また、ステップＳ２１５の処理を行った場合は、環境条件に基づくトナーの補充量の補正量に応じて補正した値に、ステップＳ２１５で装置の稼働による温度上昇に基づくトナーの補充量の補正量を加算した値をトナーの補充量とする。更に、ステップＳ２２１の処理を行った場合は、上記加算した値に、ステップＳ２２１で連続して印刷される画像の枚数に基づくトナーの補充量の補正量を加算した値をトナーの補充量とする。
【００８８】
ステップＳ２２５では、算出した補充量のトナーが現像器２０に補充されるようにトナー補充漕２１のスクリューを回転させ、現像器２０にトナーを補充し、本トナー補充処理プログラムの実行を終了する。
【００８９】
なお、本実施形態では、ステップＳ２１７の判定を行い、肯定判定となった場合にステップＳ２１９及びＳ２２１の処理を行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、ステップＳ２１７の判定を行わずにステップＳ２１９及びＳ２２１の処理を必ず行うようにしても良い。
【００９０】
また、本実施形態では、図７に示す枚数情報から、連続して印刷する画像の枚数に基づく濃度センサ６０の目標値の補正量を取得するが、これに限らず、連続して印刷される画像の枚数に基づく濃度センサ６０の目標値の補正量を予め定めた固定値としても良い。この固定値は、例えば、連続して印刷される画像の枚数が増加した場合でもカブリが発生しない補正量を予め実験によって得ておき、得られた補正量の平均値とすると良い。あるいは、連続して印刷する画像の枚数と濃度センサ６０の目標値の補正量との関係を示す数式を予め記憶部７６に記憶しておき、この数式を用いて濃度センサ６０の目標値の補正量を取得しても良い。
【００９１】
［第３実施形態］
【００９２】
第３実施形態に係る画像形成装置の構成は、第１実施形態及び第２実施形態に係る画像形成装置１０と同じであるため、第２実施形態では各構成の説明を省略する。
【００９３】
上記第２実施形態では、連続して印刷される画像の枚数が第３閾値以上である場合に、連続して印刷される画像の枚数に基づく補正量を加味する場合について説明した。一方、本第３実施形態では、印刷される画像の画像密度が第４閾値以上である場合に、更に印刷される画像の画像密度に基づく補正量を加味する場合について説明する。
【００９４】
ここで、上述したように、一般的な画像形成装置において、連続して印刷される複数の画像の形成を行っている間、トナー及び磁性キャリアの撹拌が行われる。従って、印刷される画像の画像密度が低い場合は、印刷される画像の画像密度が高い場合と比較してトナーの使用量が少ないため、トナー及び磁性キャリアが撹拌される頻度が相対的に多くなる。トナーは撹拌によって徐々に劣化するため、撹拌される頻度が多くなる程、現像器２０内のトナーの劣化が進んでいる可能性がある。
【００９５】
そこで、本実施形態では、印刷される画像の画像密度に基づくトナーの補充量の補正量を加味して、トナーの補充量を補正するトナー補充処理を行う。
【００９６】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１０のＣＰＵ７０が、用紙Ｐに画像を形成する画像形成処理が実行されるタイミングで、画像形成処理と並列して繰り返し実行されるトナー補充処理を行う際の処理の流れを、図９に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、トナー補充処理のプログラムは予め記憶部７６に記憶されているが、これに限らない。例えば、トナー補充処理のプログラムはトナー補充処理のプログラムが通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介して外部装置から受信されて記憶部７６に記憶されても良い。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたトナー補充処理のプログラムがＣＤ−ＲＯＭドライブ等で通信回線Ｉ／Ｆ部７８を介して読み込まれても良い。
【００９７】
ステップＳ３０１乃至Ｓ３１５では、第１実施形態のステップＳ１０１及びＳ１１５と同様の処理を行う。
【００９８】
次のステップＳ３１７では、印刷される画像の画像密度が、撹拌によりトナーが劣化している可能性があるか否かの判定基準である第４閾値以下であるか否かを判定する。なお、連続して印刷される画像が複数ある場合には、各画像の画像密度の平均値を印刷される画像の画像密度とすると良い。
【００９９】
ステップＳ３１７で印刷される画像の画像密度が第４閾値以下であると判定された場合（Ｓ３１７，Ｙ）は、ステップＳ３１９に移行する。また、印刷される画像の画像密度が第４閾値より多いと判定された場合（Ｓ３１７，Ｎ）は、ステップＳ３２３に移行する。
【０１００】
ステップＳ３１９では、印刷される画像の画像密度に基づくトナーの補充量の補正量を取得する。本実施形態では、印刷される画像の画像密度が減少した場合でもカブリが発生しない補正量として予め実験によって得られた補正量の平均値を、トナーの補充量の補正量とする。
【０１０１】
ステップＳ３２１では、ステップＳ３０９で取得した環境条件に基づくトナーの補充量の補正量に、ステップＳ３１９で取得した印刷される画像の画像密度に基づくトナーの補充量の補正量を加算する。この際、ステップＳ３１５の処理を行った場合は、ステップＳ３１５で加算したトナーの補充量に、更に、ステップＳ３１９で取得した印刷される画像の画像密度に基づくトナーの補充量の補正量を加算する。
【０１０２】
ステップＳ３２３では、トナーの補充量を補正する。この際、ステップＳ３１５及びＳ３２１の処理を行っていない場合は、調整トナー補充量に、ステップＳ３０９で取得した環境条件に基づくトナーの補充量の補正量を加算した値をトナーの補充量とする。また、ステップＳ３１５の処理を行った場合は、環境条件に基づくトナーの補充量の補正量に応じて補正したトナーの補充量に、ステップＳ３１５で装置の稼働による温度上昇に基づくトナーの補充量の補正量を加算した値をトナーの補充量とする。更に、ステップＳ３２１の処理を行った場合は、上記加算した値に、更にステップＳ３２１で印刷される画像の画像密度に基づくトナーの補充量の補正量を加算した値をトナーの補充量とする。
【０１０３】
ステップＳ３２５では、算出した補充量のトナーが現像器２０に補充されるようにトナー補充漕２１のスクリューを回転させ、現像器２０にトナーを補充し、本トナー補充処理プログラムの実行を終了する。
【０１０４】
なお、本実施形態では、ステップＳ３１７の判定を行い、肯定判定となった場合にステップＳ３１９及びＳ３２１の処理を行う場合について説明したが、これに限らず、ステップＳ３１７の判定を行わずにステップＳ３１９及びＳ３２１の処理を必ず行うようにしても良い。
【０１０５】
また、トナーの補充量を補正する際、印刷される画像の画像密度に基づくトナーの補充量の補正量に加えて、連続して印刷される画像の枚数に基づくトナーの補充量の補正量を更に加味しても良い。この場合には、印刷される画像の画像密度に基づくトナーの補充量の補正量に、更に、連続して印刷される画像の枚数に基づくトナーの補充量の補正量を加算すると良い。
【０１０６】
また、上記各実施の形態では、トナー補充処理の各処理を、プログラムを実行することにより、コンピュータを利用してソフトウェア構成により実現する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、該各処理を、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成の組み合わせによって実現する形態としてもよい。
【０１０７】
その他、上記各実施の形態で説明した画像形成装置１０の構成（図１、図２参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりしてもよいことは言うまでもない。
【０１０８】
また、上記各実施の形態で説明した各種プログラムの処理の流れ（図６、図８、図９参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０９】
１０    画像形成装置
１２    感光体
１４    帯電器
１８    現像ロール
２０    現像器
２１    トナー補充漕
２２    中間転写ベルト
２４    一次転写器
２８    二次転写装置
３４    二次転写ベルト
６０    濃度センサ
７０    ＣＰＵ
７２    ＲＯＭ
８０    操作表示部
Ｐ      用紙
【図１】
2016161638.tif 000003
【図２】
2016161638.tif 000004
【図３】
2016161638.tif 000005
【図４】
2016161638.tif 000006
【図５】
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【図６】
2016161638.tif 000008
【図７】
2016161638.tif 000009
【図８】
2016161638.tif 000010
【図９】
2016161638.tif 000011