JP2022123966A - 画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 湿度センサがなくても、湿度を推定することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】 画像形成装置（１０）は、現像装置（５０）に設けられてトナー濃度を検出するトナー濃度センサ（５２）を備え、トナー濃度算出部（Ｓ７）は、トナー濃度センサの検出信号に基づいてトナー濃度を算出する。リップル値算出部（Ｓ５）は、その検出信号に含まれるリップルの最大値と最小値の中央値を出力リップル値として算出する。トナー濃度算出部（Ｓ７）は、トナー濃度センサの出力値とトナー濃度センサの調整基準値（Ａ）との差分から、トナー濃度値（％）を算出する。基準リップル値算出部（Ｓ９、Ｓ１０）は、予め設定した換算テーブルを利用して、トナー濃度算出部で算出したトナー濃度に基づいて、基準リップル値を算出する。湿度推定部（Ｓ１１、Ｓ１３）は、リップル値算出部で算出した出力リップル値と基準リップル値算出部で算出した基準リップル値との差分に従って、湿度を推定する。【選択図】 図１０

Description

この発明は、画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法に関し、特にたとえば、トナー濃度センサ（ＡＴＣセンサまたは透磁率センサ）によって現像装置の現像剤のトナー濃度を検出する、画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法に関する。

この種の背景技術の一例が特許文献１に開示される。背景技術の画像処理装置では、トナー濃度センサの出力（平均値、リップル値）に基づいて、トナー濃度やトナー量（現像剤量）を求める。

一方、トナー濃度は画像形成装置内の湿度によって影響を受けるため、湿度センサによって、トナーパッチで検出したトナー濃度を補正することが知られている（特許文献２および特許文献３）。

そのため、特許文献２および特許文献３では、環境センサとして湿度センサを設けている。

特開２００９‐３００４８８号公報 特開２０１０‐８５８４８号公報 特開平５‐３４１６５４号公報

湿度センサは高価なので、低価格の画像形成装置では、湿度センサを省略したいが、一方で、湿度センサを省略すると、たとえばトナー濃度などを、湿度に応じて適宜に制御することができない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法を提供することである。

この発明の他の目的は、湿度センサを設けなくても、実質的に湿度を検出することができる、画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法を提供することである。

第１の発明は、感光体へトナーを供給する現像装置を有する画像形成装置であって、現像装置に設けられてトナー濃度を検出するトナー濃度センサ、トナー濃度センサの検出信号に基づいてトナー濃度を算出するトナー濃度算出部、トナー濃度センサの検出信号に基づいて出力リップル値を算出するリップル値算出部、およびトナー濃度算出部が算出したトナー濃度とリップル値算出部が算出したリップル値に基づいて湿度を推定する湿度推定部を備える、画像形成装置である。

第１の発明では、画像形成装置（１０：実施例で相当する部分を例示する参照符号。以下、同様。）は、感光体へトナーを供給する現像装置（５０）およびその現像装置（５０）に設けられてトナー濃度を検出するトナー濃度センサ（５２）を備える。トナー濃度算出部（３４、Ｓ７）は、トナー濃度センサ（５２）の検出信号に基づいてトナー濃度を算出する。リップル値算出部（３４、Ｓ５）は、一例として、トナー濃度センサ（５２）の検出信号に含まれるリップルの最大値と最小値の中央値を出力リップル値として算出する。トナー濃度算出部（３４、Ｓ７）は、一例として、トナー濃度センサ（５２）の出力値（最大値および最小値の平均値）とトナー濃度センサの調整基準値（Ａ）との差分から、トナー濃度値（％）を算出する。そして、湿度推定部（３４、Ｓ１１、Ｓ１３）は、トナー濃度算出部（３４、Ｓ７）で算出したトナー濃度とリップル値算出部（３４、Ｓ５）で算出した出力リップル値に基づいて湿度を推定する。

第１の発明によれば、トナー濃度算出部で算出したトナー濃度およびリップル値算出部で算出した出力リップル値に基づいて湿度を推定することができるので、湿度センサを持たない画像形成装置においても、湿度に応じたトナー濃度調整やプロセス補正を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、トナー濃度算出部で算出したトナー濃度に基づいて基準リップル値を算出する基準リップル値算出部をさらに備え、湿度推定部は出力リップル値と基準リップル値との差分に従って湿度を推定する、画像形成装置である。

第２の発明では、基準リップル値算出部（３４、Ｓ９、Ｓ１０）は、一例として、予め設定した換算テーブルを利用して、トナー濃度算出部（３４、Ｓ７）で算出したトナー濃度に基づいて、基準リップル値を算出する。湿度推定部（３４、Ｓ１１、Ｓ１３）は、リップル値算出部（３４、Ｓ５）が算出した出力リップル値と基準リップル値算出部（３４、Ｓ９、Ｓ１０）で算出した基準リップル値との差分に従って湿度を推定する。

第２の発明によれば、出力リップル値と基準リップル値との差分に従って湿度を推定することができるので、湿度センサを持たない画像形成装置においても、湿度に応じたトナー濃度調整やプロセス補正を行うことができる。

第３の発明は、第２の発明に従属し、トナー濃度を基準リップル値に換算する基準リップル値換算手段をさらに備え、基準リップル値算出部は、基準リップル値換算手段を利用して、トナー濃度算出部で算出したトナー濃度を基準リップル値に換算する、画像形成装置である。

第３の発明では、基準リップル値換算手段（図６、図１４）は、一例として、実験によって事前に設定したトナー濃度に対する基準リップル値を示すグラフであり、基準リップル値算出部（３４、Ｓ９、Ｓ１０）は、基準リップル値換算手段を利用して、トナー濃度算出部（３４、Ｓ７）で算出したトナー濃度を基準リップル値に換算する、トナー濃度を基準リップル値に換算する。

第３の発明によれば、実験に基づいて予め設定している基準リップル値換算手段を用いることで、基準リップル値算出部が容易に、基準リップル値を算出することができる。

第４の発明は、第２または第３の発明に従属し、出力リップル値と基準リップル値との差分を湿度に換算する湿度換算手段をさらに備え、湿度推定部は、湿度換算手段を利用して、リップル値算出部で求めた出力リップル値と基準リップル値算出部で求めた基準リップル値との差分を湿度に換算する、画像形成装置である。

第４の発明では、湿度換算手段（図１３）は、一例として、事前に設定した出力リップル値と基準リップル値との差分に対する湿度を示すグラフであり、湿度推定部（３４、Ｓ１３）は、その湿度換算手段を利用して、リップル値算出部（３４、Ｓ５）で求めた出力リップル値と基準リップル値算出部（３４、Ｓ９）で求めた基準リップル値との差分を湿度に換算する。

第４の発明によれば、実験に基づいて予め設定している湿度換算手段を用いることで、湿度推定部が容易に、基準リップル値を算出することができる。

第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかに従属し、湿度推定部で推定した湿度に基づいて現像装置のトナー濃度を調整するトナー濃度調整部をさらに備える、画像形成装置である。

第５の発明では、トナー濃度調整部（３４、Ｓ１５）は、湿度推定部（３４、Ｓ１３）で推定した推定湿度に基づいて、トナー濃度を調整する。

第５の発明によれば、湿度センサを持たない画像形成装置でも、湿度に応じてトナー濃度を調整することができる。

第６の発明は、感光体へトナーを供給する現像装置および現像装置に設けられてトナー濃度を検出するトナー濃度センサを備える画像形成装置のコンピュータによって実行される制御プログラムであって、コンピュータを、トナー濃度センサの検出信号に基づいてトナー濃度を算出するトナー濃度算出部（Ｓ３、Ｓ７）、トナー濃度センサの検出信号に基づいて出力リップル値を算出するリップル値算出部（Ｓ５）、およびトナー濃度算出部で算出したトナー濃度とリップル値算出部で算出した出力リップル値に基づいて湿度を推定する湿度推定部（Ｓ１３）として機能させる、制御プログラムである。

第７の発明は、感光体へトナーを供給する現像装置および現像装置に設けられてトナー濃度を検出するトナー濃度センサを備える画像形成装置の制御方法であって、トナー濃度センサの検出信号に基づいてトナー濃度を算出するトナー濃度算出ステップ（Ｓ３、Ｓ７）、トナー濃度センサの検出信号に基づいて出力リップル値を算出するリップル値算出ステップ（Ｓ５）、およびトナー濃度算出ステップで算出したトナー濃度とリップル値算出ステップで算出した出力リップル値に基づいて湿度を推定する湿度推定ステップ（Ｓ１３）を含む、制御方法である。

第６の発明および第７の発明によっても、第１の発明と同様の効果が期待できる。

この発明によれば、トナー濃度算出部（トナー濃度算出ステップ）で算出したトナー濃度とリップル値算出部（リップル値算出ステップ）で算出した出力リップル値に基づいて湿度を推定することができる。そのため、湿度センサを持たない画像形成装置においても、必要に応じて、推定湿度に基づいてトナー濃度を調整したり、プロセス補正を実施したりすることができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１はこの発明の一実施例である画像形成装置の外観構成を示す斜視図である。 図２は図１実施例の画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図３は図１実施例におけるＡＴＣセンサの検出信号の一例を示す波形図であり、横軸は時間経過を示し、縦軸が電圧を示す。 図４は図３に示す検出信号の横軸（時間軸）を拡大してリップル値を示す波形図である。 図５はＡＴＣセンサの出力値とトナー濃度調整基準値（Ａ)との差分に対するＴ／Ｄ算出値（トナー濃度）を示すグラフであり、横軸がその差分をカウント数として示し、縦軸がＴ／Ｄ算出値（％）示す。 図６は実験で計測した結果に基づいて事前に準備した、Ｔ／Ｄ算出値（％）に対する基準リップル値の変換テーブルを示すグラフであり、横軸がＴ／Ｄ算出値（％）を示し、縦軸が基準リップル値を示す。 図７はＡＴＣセンサの出力値と基準値（Ａ)との差分に対する基準リップル値の変化を示すグラフであり、横軸がその差分を示し、縦軸が基準リップル値を示す。 図８はリップル値差分（＝リップル値－基準リップル値）に対する推定湿度（％）を示すグラフであり、横軸がリップル値差分を示し、縦軸が推定湿度（％）を示す。 図９は図２に示すＲＡＭのメモリマップの一例を示す図解図である。 図１０は第１実施例の動作の一例を示すフロー図である。 図１１は推定湿度（％）に対するトナー濃度の補正値を示すグラフであり、横軸が湿度（％）を示し、縦軸が補正値を示す。 図１２はこの発明の第２実施例における図２に示すＲＡＭのメモリマップの一例を示す図解図である。 図１３は第２実施例の動作の一例を示すフロー図である。 図１４はＴ／Ｄ算出値（％）に対する基準リップル値の変換テーブルを温度に応じて補正することを示すグラフであり、横軸がＴ／Ｄ算出値（％）を示し、縦軸が基準リップル値を示す。 図１５はＴ／Ｄ（％）を算出するために用いる、ＡＴＣセンサの値数差分に対するＴ／Ｄ（％）変化分を示すグラフであり、横軸が値数差分を示し、縦軸がＴ／Ｄ（％）変化分を示す。

図１はこの発明の一実施例である画像形成装置１０の外観構成を示す斜視図である。図１を参照して、この実施例では、画像形成装置１０は、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能などを有する複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）である。

なお、この発明は複合機だけでなく、少なくとも複写機（コピー機）を備える他の画像形成装置に適用可能である。

画像形成装置１０は本体１２を備え、この本体１２が画像読取部１４、画像形成部１６、手差し原稿給紙部１８、給紙装置２０および排紙トレイ２２を含む。

画像読取部１４は、透明材によって形成される原稿載置台（図示せず）を備え、本体１２に内蔵される。原稿載置台の上方には、ヒンジ等を介して原稿押えカバー２４が開閉自在に取り付けられる。この原稿押えカバー２４には、手差し原稿給紙部１８が設けられる。また、原稿押えカバー２４には、手差し原稿給紙部１８に載置された原稿を自動的に給紙するＡＤＦ（自動原稿送り装置）が設けられる。

また、画像読取部１４は、この図１ではいずれも図示しないが、光源、複数のミラー、結像レンズおよびラインセンサ等を備え、原稿載置台に載せられた原稿を光源によって露光し、原稿表面から反射した反射光を複数のミラーによって結像レンズに導き、結像レンズによって反射光をラインセンサの受光素子に結像させる。ラインセンサでは受光素子に結像した反射光の輝度または色度が検出され、原稿の画像に基づく読取画像データが生成される
画像形成部１６は、装置本体１２に内蔵され、画像読取部１４の下方に設けられる。この画像形成部１４は、よく知られているように、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置５０（図２）、転写装置および定着装置（図１ではいずれも図示せず）などを備える。簡単に云うと、画像形成部１６は、給紙装置２０等から搬送される記録媒体（用紙）上に電子写真方式によって画像を形成し、画像形成済みの用紙を排紙トレイ２２に排出する。

詳細な説明は省略するが、画像形成装置１０は、カラーのプリント機能を備えており、画像形成部１６は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色について、画像形成ステーションを設ける。画像形成ステーションは、各々、感光体ドラム、帯電装置、現像装置、転写ローラ、クリーニング装置を含み、色毎の画像形成ステーションが一列に並んで配置される。

排紙トレイ２２は、この実施例では、いわゆる胴内排紙トレイであり、画像読取部１４および画像形成部１６の間に設けられる。

また、画像読取部１４の前面側には、操作パネル２６が設けられる。操作パネル２６は、タッチパネル３０付きのディスプレイ２８および複数の操作ボタン３２を含む。

タッチパネル３０付きのディスプレイ２８には、各種設定または印刷指示などをユーザから受け付けるためのソフトウェアキーおよびメッセージ等が表示される。一例として、ディスプレイ２８には、画像形成装置１０が実行可能な各種のジョブから所望のジョブを選択するための画面であるホーム画面、および各ジョブの動作条件を設定するための設定画面などの操作画面が表示される。ただし、この実施例では、ジョブは、コピー（原稿のスキャンを含む）ジョブ、印刷ジョブおよびファックスの送信ジョブなどを意味する。

操作ボタン３２は、ハードウェアキーであって、たとえば、ホームキー、省電力キーおよび主電源キーなどが含まれる。ホームキーは、ホーム画面をディスプレイ２８に表示させるためのキーである。ただし、ホーム画面は、ジョブを選択するための画面である。電力キーは、省電力モードと通常モードを切り替えるためのキーである。

図２を参照して、画像形成装置１０はＣＰＵ３４を含む。ＣＰＵ３４は、バス３６を介してＲＡＭ３８、ＨＤＤ４０、タッチパネル制御回路４２、表示制御回路４４、操作ボタン検出回路４６および通信回路４８に接続される。

ＣＰＵ３４は、画像形成装置１０の全体的な制御を司るコンピュータであり、そのために、ＣＰＵ３４は、バス３６を介して、上述の画像読取部１４および画像形成部１６との間で信号を授受する。つまり、画像読取部１４および画像形成部１６から各種の信号を受けるとともに、制御信号を画像読取部１４および画像形成部１６に与える。

ＲＡＭ３８は、ＣＰＵ３４のワーク領域およびバッファ領域として用いられる。ＨＤＤ４０は、画像形成装置１０の主記憶装置であって、ＣＰＵ３４が画像形成装置１０の各部位の動作を制御するための制御プログラム、各種の画面についての表示画像データ、画像形成装置１０のジョブ実行のために設定した設定データ、各種センサが検出した検出データ、この実施例で湿度を推定するために必要なテーブルデータ等を適宜記憶する。ただし、ＨＤＤ４０に記憶されているプログラムやデータは、画像形成装置１０でのジョブ実行時には、ＣＰＵ３４による処理のために、ＲＡＭ３８に一時的にロードされる。

タッチパネル制御回路４２は、タッチパネル３０に必要な電圧などを付与するとともに、タッチパネル３０のタッチ有効範囲内でのタッチ操作またはタッチ入力を検出して、そのタッチ入力の位置を示すタッチ座標データをＣＰＵ３４に出力する。

ただし、タッチパネル３０は、汎用のタッチパネルであり、任意の方式のものを用いることができる。この実施例では、タッチパネル３０としては、静電容量方式のタッチパネルが用いられ、ディスプレイ２８の表示面上にタッチパネル３０が設けられる。ただし、タッチパネル３０とディスプレイ２８とが一体的に形成されたタッチディスプレイが用いられてもよい。

表示制御回路４４は、図示しないが、ＧＰＵおよびＶＲＡＭなどを含んでおり、ＧＰＵは、ＣＰＵ３４の指示の下、ＲＡＭ３８に記憶された画像生成データ（後述）を用いてディスプレイ２８に種々の画面を表示するための表示画像データをＶＲＡＭ内に生成し、生成した表示画像データをディスプレイ２８に出力する。ディスプレイ２８としては、たとえばＬＣＤまたはＥＬディスプレイなどを用いることができる。

操作ボタン検出回路４６は、上述したそれぞれの操作ボタン３２の操作に応じた操作信号ないし操作データをＣＰＵ３４に出力する。

通信回路４８は、インターネットなどのネットワークに接続するための通信回路である。この通信回路４８は、有線通信回路または無線通信回路であり、ＣＰＵ３４からの指示に従って、ネットワークを介して、サーバ等の外部コンピュータ（図示せず）と通信する。

画像形成部１６は、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を利用する現像装置５０を含み、この現像装置５０の現像槽（図示せず）には現像剤を攪拌するための攪拌ローラおよび攪拌ローラにより供給される現像剤を開口部から感光体（図示せず）へ供給するための現像ローラが設けられている。現像槽内には、現像剤のトナー濃度（トナー比濃度：Ｔ／Ｄ濃度）を検出するための透磁率センサ（ＡＴＣ（Automatic Toner Concentration）センサ）５２が設けられる。現像槽にはトナーカートリッジ（図示せず）からトナーが補給され、それによってトナー濃度が調整（制御）される。

トナーカートリッジ駆動モータ５４をＣＰＵ３４によって駆動することによって、トナーカートリッジから現像槽へトナーを補給することができる。

さらに、画像形成装置１０の設置場所の空間温度に応じた検出信号を出力する、たとえばサーミスタなど任意の方式の温度センサ５６が設けられる。温度センサ５６からの検出データがＣＰＵ３４に送られ、ＣＰＵ３４はその検出データに基づいて空間温度を計測する。

なお、この実施例の画像形成装置１０は、コスト削減のために、比較的高価な湿度センサを備えていない。そのため、ＣＰＵ３４が環境データに基づいてプロセス補正するときには、温度センサ５６で計測した温度および後に詳細に説明する実施例で推定する湿度を利用する。ただし、この実施例では、湿度はＡＴＣセンサ５２の検出信号に基づいて湿度を推定する。

現像剤や補充剤については吸湿により影響される要因が多く、画質の安定性を維持するために、湿度特性に応じたトナー濃度制御（補正）を行うのが一般的である。コスト優先の複合機やプリンタでは環境センサとしての温湿度センサを持たない機械もあるが、環境変動時に画像形成性能が追従できず不具合が生じることがある。

他方、温湿度が両方とも測定出来る環境センサを採用するとコストが高くなることから、温度センサのみを使用する機械も多い。

この実施例の画像形成装置１０は温度センサ５６のみを搭載し、湿度情報はトナー濃度センサ（ＡＴＣセンサ）５２（図２）から得られる情報と後述する事前準備テーブルから算出する。

ここで、図３‐図７を参照して、この実施例においてＡＴＣセンサ５２の検出信号に基づいて湿度を推定する方法を、簡単に説明する。

ＡＴＣセンサ５２からは、図３に示すような検出信号が出力される。図３の横軸は時間経過を示し、縦軸が電圧を示す。この検出信号は、時間軸を拡大して微視的にみると、図４に示すように、撹拌ローラ（図示せず）の１周期ごとに、最小値と最大値を繰り返す。この最大値と最小値の差分からリップル値を算出する。このリップル値については撹拌ローラの１周期から算出するが、１周期ではバラつきを拾う可能性があることから、或る周期中のたとえば１０周期分の平均でリップル値を決定する手法などが一般的であり、この実施例でも同様の方法でリップル値を決定している。

なお、図３に示すように、ＡＴＣセンサ５２からのこのような最大値および最小値を有する検出信号の平均値をＡＴＣセンサ５２の出力値としている。この場合も或る時間内の出力値の平均を採用する。

図５はＡＴＣセンサの出力値とトナー濃度調整基準値（Ａ)との差分に対するＴ／Ｄ算出値（トナー濃度）を示すグラフである。基準値（Ａ）は、初期の現像剤が新品の状態において一定時間現像槽を回転させたときの、ＡＴＣセンサの出力値（値数）の平均値（またはこの基準調整のための現増槽の回転終了付近の値）を採用して決定する。図５は、この基準値（Ａ）からの出力値の変化量を設定したもので、この図５に示すグラフに従って、トナー濃度（Ｔ/Ｄ）を算出する。なお、図５においては、横軸がその差分をカウント数として示し、縦軸がＴ／Ｄ算出値（％）示している。

したがって、図５では、Ｔ／Ｄ（トナー濃度）の標準値をたとえば６．５％とし、トナー濃度調整基準値（Ａ)を差分「０」とした場合、基準値（Ａ）からトナー濃度センサ（ＡＴＣセンサ）値数が高低どれだけ変化したかでＴ／Ｄ（％）を算出する。たとえば、ＡＴＣセンサ５２の出力値が＋１０カウントだとすると、現在のＴ／Ｄ算出値は５．５％であるとする。

次に、上記で算出した現在のＴ/Ｄ算出値（％）を、事前に実験によって作成した図６の変換テーブルに当てはめて基準リップル値を求める。基準値（Ａ）からの出力が変化するとＴ／Ｄ値が変化し、応じてリップル値も変化する。そして、湿度が変わるとそれに応じて出力値とリップル値の関係性は図７の破線のようにシフトする。このような関係性に基づいて、図６のＴ／Ｄ算出値に対する基準リップル値を事前に設定しておく。

ただし、Ｔ/Ｄ算出値に基づいて基準リップル値を求める方法としては、図6に示す変換テーブルを用いる方法に代えて、図６に示すグラフに基づく数式（基準リップル値＝ｆ（Ｔ/Ｄ算出値））で計算して求める方法を採用してもよい。

最後に、図８に示すように、現在のリップル値と上記基準リップル値の差分を求め、その差分値から湿度を求める（推定する）。つまり、図４に示す現在の実測リップル値と先の基準リップル値との差分を、事前に実験によって作成した図８の変換テーブルに当てはめて、その差分がどの湿度に該当するかを計算（読み取り）し現在の湿度を推定する。

このように、この実施例によれば、トナー濃度センサすなわちＡＴＣセンサ（透磁率センサ）５２の検出信号に基づいて、湿度を推定することができるので、比較的高価な湿度センサを省略した画像形成装置であっても、推定した湿度に基づいて、たとえば、トナー濃度調整やプロセス補正を行うことができる。

図９は図２に示したＲＡＭ３８のメモリマップ５８の一例を示す図解図であり、ＲＡＭ３８は、プログラム記憶領域６０およびデータ記憶領域６２を含む。プログラム領域６０には、画像形成装置１０を制御するための制御プログラムが記憶される。

制御プログラムは、メイン処理プログラム６０ａ、操作検出プログラム６０ｂ、画像生成プログラム６０ｃ、画像表示プログラム６０ｄ、画像読取プログラム６０ｅ、画像形成プログラム６０ｆ、Ｔ／Ｄ値算出プログラム６０ｇ、リップル値算出プログラム６０ｈ、湿度推定プログラム６０ｉ、温度算出プログラム６０ｊおよびトナー濃度補正プログラム６０ｋを含む。

メイン処理プログラム６０ａは、画像形成装置１０の全体的な処理を実行するためのプログラムである。操作検出プログラム６０ｂは、画像形成装置１０の各部への操作を検出するためのプログラムである。たとえば、操作検出プログラム６０ｂは、タッチパネル３０から出力されたタッチ座標データを取得して、ディスプレイ２８に表示される各種の画面に含まれるソフトウェアキーが操作されたことを検出するためのプログラムである。また、操作検出プログラム６０ｂは、操作ボタン３２からの操作入力も検出する。

画像生成プログラム６０ｃは、ＧＰＵを制御して、後述する画像生成データ６２ｂを用いて、各種の操作画面に対応する表示画像データを生成するためのプログラムである。また、画像表示プログラム６０ｄは、画像生成プログラム６０ｃに従って生成された表示画像データをディスプレイ２８に出力するためのプログラムである。

画像読取プログラム６０ｅは、画像読取部１４を制御して、ＡＤＦによって搬送される原稿の画像または原稿載置台に載置された原稿の画像を読み取り（スキャンし）、読み取った画像に対応する画像信号すなわち読取画像データをＣＰＵ３４に出力するためのプログラムである。ＣＰＵ３４は、読取画像データを受信すると、受信した読取画像データを入力画像データ６２ｃとしてデータ領域６２に記憶する。

画像形成プログラム６０ｆは、画像形成部１６を制御して、後述する出力画像データ６２ｄなどの画像データに応じて多色または単色の画像を記録媒体（用紙）に形成するためのプログラムである。詳細な説明は省略するが、画像形成処理が実行されるときに、入力画像データ６２ｃに画像処理が施され、出力画像データ６２ｄが生成される。

Ｔ／Ｄ値算出プログラム６０ｇは、図３および図５に示す方法に従ってＴ／Ｄ値（トナー濃度値）（％）を算出するためのプログラムである。

リップル値算出プログラム６０ｈは、図４に示す方法に従って出力リップル値を算出するためのプログラムである。

湿度推定プログラム６０ｉは、図６および図８に示す方法に従って湿度を推定するためのプログラムである。

温度推定プログラム６０ｊは、温度センサ５６の検出信号に基づいて、環境温度を計測するためのプログラムである。

トナー濃度補正プログラム６０ｋは、湿度推定プログラム６０ｉに従って推定した湿度に基づいて、トナー濃度を補正するためのプログラムである（図１１参照）。

なお、図示は省略するが、プログラム記憶領域７２には、画像形成装置１０が備える各種の機能を実行するための他のプログラムが記憶される。

また、ＲＡＭ３８のデータ記憶領域６２には、入力データ領域６２ａ、画像生成データ領域６２ｂ、入力画像データ領域６２ｃ、出力画像データ領域６２ｄ、基準リップル値テーブル領域６２ｅおよび湿度推定テーブル領域６２ｆなどのデータが記憶される。

入力データ領域６２ａは、操作検出プログラム６０ｂに従って検出または取得したタッチ座標データおよび／または操作データ、ＡＴＣセンサ５２（図２）から入力される検出データ（図３）、図４に示す一定時間毎の出力リップル値（平均値）および図５に示す一定時間毎のＴ／Ｄ算出値（％）などの入力データを、時系列に従って記憶するための領域である。

画像生成データ領域６２ｂは、表示画像データを生成するためのデータを記憶するための領域であり、この画像生成データ６２ｂには、ソフトウェアキーの画像データ等も含まれる。

入力画像データ領域６２ｃは、画像読取部１４で読み取った読取画像データ、または外部コンピュータから送信された画像データ等の画像データを記憶するための領域である。出力画像データ領域６２ｄは、入力画像データに基づいて生成された印刷用の画像データを記憶するための領域である。

基準リップル値テーブル領域６２ｅは、図６に示すように、Ｔ／Ｄ算出値に対する基準リップル値を記憶しているテーブルデータ（変換用データ）を記憶するための領域である。

湿度推定テーブル領域６２ｆは、図８に示すように、実測したリップル値とＴ／Ｄ算出値から計算した基準リップル値との差分値に対する湿度を記憶しているテーブルデータ（変換用データ）を記憶するための領域である。

なお、図示は省略するが、データ記憶領域６２には、制御プログラムの実行に必要な他のデータが記憶されたり、制御プログラムの実行に必要なタイマ（カウンタ）および他のフラグが設けられたりする。

この実施例のＣＰＵ３４の動作の一例を示す図１０を参照して、最初のステップＳ１では、ＣＰＵ３４は、ＡＴＣセンサ５２（図２）からの検出データを受信して、データ領域６２の入力データ領域６２ａに記憶する。この検出データに従って、ステップＳ３で、ＣＰＵ３４は、図３に示す一定時間毎のＡＴＣセンサの出力値を計算する。このＡＴＣセンサの出力値も、データ記憶領域６２の入力データ領域６２ａに記憶される。

ステップＳ３と並行して、あるいは前後して、ＣＰＵ３４は、図４に示す一定時間毎の出力リップル値を計算する。この出力リップル値も、データ記憶領域６２の入力データ領域６２ａに記憶される。

続くステップＳ7では、ＣＰＵ３４は、図５に示すように、ＡＴＣセンサの出力値とＡＴＣセンサの調整基準値（Ａ）との差分値数から、トナー濃度値（Ｔ／Ｄ算出値）（％）を算出する。

次いで、ＣＰＵ３４は、ステップＳ９で、図６を参照して、ステップＳ７で計算したＴ／Ｄ算出値（％）に基づいて、基準リップル値を算出する。基準リップル値は、データ記憶領域６２の基準リップル値領域６２ｅ（図９）に記憶される。

そして、次のステップＳ１１で、ＣＰＵ３４は、実測した出力リップル値（ステップＳ５）と基準リップル値（ステップＳ９）との差分値を求め、続くステップＳ１３で、図８の変換テーブルを利用して、ＣＰＵ３４は、リップル値差分（＝実測リップル値－基準リップル値）に対する湿度（％）を推定する。たとえば、差分値（＝実測リップル値－基準リップル値）が「０」の場合、すなわち、実測した出力リップル値と基準リップル値とが等しいとき、湿度は５０％であると推定する。

この実施例では、このようにして推定した湿度（％）に基づいて、ステップＳ１５で、ＣＰＵ３４はトナー濃度を調整する。具体的には、図１１に示すように、現在の推定湿度に対するトナー濃度の補正量を決定し補正を実行する。ただし、図３のＡＴＣセンサ５２の出力（平均）値が調整基準値（Ａ）よりも高低どちらに変動したか、および図４のＡＴＣセンサ５２の出力の振幅幅（リップル値）が大小どちらに変動したかに基づいて、どのような条件変動が起きたかを推定して、制御（補正）方向が合っているか否かの判断を行い、方向性が合っている場合は補正を実行するが、合っていない場合はエラーとして補正はしないとする。

トナー濃度を補正する場合、推定湿度（％）が高くなっているときには、補正値をプラス（＋）側に設定し、推定湿度が低くなっているときには、補正値をマイナス（－）側に設定する。ただし、この補正値がプラス（＋）側の場合、トナー濃度を下げる方向、マイナス（－）側の場合、トナー濃度を上げる方向とし、補正はジョブ（動作）開始時にリアルタイムで実施される。トナー濃度を上げる場合、ＣＰＵ３４は、トナーカートリッジ駆動モータ５４（図２）を付勢して、トナーカートリッジ（図示せず）からトナーを現像槽に送り込む。

なお、ステップＳ１５で推定湿度（％）に基づいてトナー濃度を調整した後は、ＣＰＵ３４の動作は、そのときのジョブを実行するための制御フローへ移行する。

このように、この実施例では、出力リップル値と基準リップル値との差分に従って湿度を推定するが、基準リップル値はトナー濃度値（Ｔ／Ｄ算出値（％））に基づいて算出される（ステップＳ９）ので、結局、湿度推定部として機能するステップＳ１１およびＳ１３では、トナー濃度算出部として機能するステップＳ７で算出したトナー濃度とリップル値算出部として機能するステップＳ５で算出した出力リップル値に基づいて湿度を推定している。

この発明の他の実施例では、温度センサ５６で計測する温度に応じて、基準リップル値の補正やプロセス補正を実行する。そのために、ＲＡＭ３８のプログラム記憶領域６０には、図９に示すプログラム６０ａ‐６０ｋに加えて、プロセス補正プログラム６０ｌおよび温度補正プログラム６０ｍを記憶している。

プロセス補正プログラム６０ｌは、温度計測プログラム６０ｊに従って計測した温度および湿度推定プログラム６０ｉに従って上述のようにして推定した湿度に基づいて、たとえば感光体ドラム（図示せず）の表面電位を上昇させたり低下させたりする、いわゆるプロセス補正を実行するプログラムである。

温度補正プログラム６０ｉは、計測温度に応じて、たとえばＴ／Ｄ算出値（％）に対する基準リップル値の変換用データ（図６）などを補正するためのプログラムである。

この温度補正プログラム６０ｉによる各数値補正のための補正データが、データ記憶領域６２の温度補正用データ領域６２ｇに予め設定されている。温度補正用データとしては、図３に示すＡＴＣセンサ５２の出力値を補正するための係数α、図４に示す出力リップル値を補正するための係数β、図５に示すＴ／Ｄ算出値を補正するための係数γおよび基準リップル値を補正するための係数δなどを含む。

この第２実施例では、ＣＰＵ３４は、最初のステップＳ０で温度センサ５６（図２）の検出データに基づいて温度を計測し、その温度データを入力データ領域６２ａに記憶する。そして、計測した温度および上述の温度補正係数α‐γに基づいて、温度補正プログラム６０ｉが各データを補正する以外は、ステップＳ１‐Ｓ９は、先の図１０に示す第１実施例の動作と同様である。そのため、これらの各ステップＳ１‐Ｓ９の詳細な説明は繰り返さない。

ステップＳ９で図６に従って基準リップル値を求めた後、ステップＳ１０で、ＣＰＵ３４は、温度補正プログラム６０ｉが、計測した温度および上記温度補正係数δに従って、図１４に示すように、基準リップル値を補正する。図１４では、３本の線の真ん中の線が標準であり、温度が標準温度より低くなると、係数δに従ってその線を下方にシフトし、温度が標準温度より高くなると、係数δに従ってその線を上方にシフトすることによって、結果的に、基準リップル値を温度に応じて補正する。

その後、ステップＳ１１で基準リップル値と出力リップル値の差分値を求め、ステップＳ１３で図８に示すように、その差分値に基づいて、湿度（％）を推定する。

その後、ステップＳ１５で、推定湿度（％）を用いて、先に図１１を参照して説明したように、トナー濃度を調整する。ただし、ステップＳ１５で、必要なら、温度を考慮してトナー濃度を決定するようにしてもよい。

さらに、ステップＳ１７で推定湿度（％）を用いて、プロセス補正（たとえば、感光体ドラムのバイアス調整など）を実行する。このステップＳ１７においても、必要に応じて、温度を考慮してプロセス補正するようにしてもよい。

なお、上述の実施例では、ステップＳ７でＴ／Ｄ算出値（％）を算出するために、図５のグラフに示すように、調整基準値（Ａ）かの差分値数を利用してＴ／Ｄ算出値（％）を算出するようにした。しかしながら、ステップＳ７では、ＡＴＣセンサ値数の変化に対してどれだけトナー濃度（Ｔ／Ｄ)が変化するかを判断できるテーブル（図１５参照）を用いて、Ｔ／Ｄ算出値（％）を算出するようにしてもよい。

さらに、上述の実施例では、発明者等の実験の結果求めたＴ／Ｄ算出値（％）に対する基準リップル値を事前に設定したテーブル（図６、図１４参照）を用いて、Ｔ／Ｄ算出値（％）から基準リップル値を求めた。しかしながら、基準リップル値を先に説明したように数式を用いて計算する場合には、データ記憶領域６２の基準リップル値テーブル領域６２ｅに、そのようなテーブルデータに代えて、そのテーブルデータ基づく計算式を予め設定しておき、その計算式を用いて基準リップル値を計算してもよい。これらのテーブルや計算式は、Ｔ／Ｄ算出値（％）を基準リップル値に換算する基準リップル値換算手段として機能する。

同様に、上述の実施例では、発明者等の実験の結果求めた事前に設定した、図８などに示すグラフを用いて出力リップル値と基準リップル値との差分から推定湿度（％）を求めた。しかしながら、湿度を数式（推定湿度＝ｆ×（出力リップル値－基準リップル値））を用いて計算するようにしてもよい。この場合には、データ記憶領域６２の湿度推定テーブル領域６２ｆに、テーブルデータに代えて、そのテーブルデータに基づく計算式を記憶しておき、その計算式を用いて湿度を計算してもよい。これらのテーブルデータや計算式は、出力リップル値と基準リップル値との差分を湿度に換算する湿度換算手段として機能する。

なお、上述の実施例に示すグラフやその数値等は一例であり、実際の製品に応じて適宜変更することが可能である。

１０ …画像形成装置
１６ …画像形成部
３４ …ＣＰＵ
３８ …ＲＡＭ
５０ …現像装置
５２ …ＡＴＣセンサ

Claims (7)

1. 感光体へトナーを供給する現像装置を有する画像形成装置であって、
   前記現像装置に設けられてトナー濃度を検出するトナー濃度センサ、
   前記トナー濃度センサの検出信号に基づいてトナー濃度を算出するトナー濃度算出部、
   前記トナー濃度センサの検出信号に基づいて出力リップル値を算出するリップル値算出部、および
   前記トナー濃度算出部で算出したトナー濃度と前記リップル値算出部が算出した出力リップル値に基づいて湿度を推定する湿度推定部を備える、画像形成装置。
2. 前記トナー濃度算出部で算出したトナー濃度に基づいて、基準リップル値を算出する基準リップル値算出部をさらに備え、
   前記湿度推定部は前記出力リップル値と前記基準リップル値との差分に従って湿度を推定する、請求項１記載の画像形成装置。
3. トナー濃度を基準リップル値に換算する基準リップル値換算手段をさらに備え、前記基準リップル値算出部は、前記基準リップル値換算手段を利用して、前記トナー濃度算出部で算出したトナー濃度を基準リップル値に換算する、請求項２記載の画像形成装置。
4. 出力リップル値と基準リップル値との差分を湿度に換算する湿度換算手段をさらに備え、前記湿度推定部は、前記湿度換算手段を利用して、前記リップル値算出部で求めた出力リップル値と前記基準リップル値算出部で求めた基準リップル値との差分を湿度に換算する、請求項２または３記載の画像形成装置。
5. 前記湿度推定部で推定した湿度に基づいて前記現像装置のトナー濃度を調整するトナー濃度調整部をさらに備える、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 感光体へトナーを供給する現像装置および前記現像装置に設けられてトナー濃度を検出するトナー濃度センサを備える画像形成装置のコンピュータによって実行される制御プログラムであって、
   前記コンピュータを、
   前記トナー濃度センサの検出信号に基づいてトナー濃度を算出するトナー濃度算出部、
   前記トナー濃度センサの検出信号に基づいて出力リップル値を算出するリップル値算出部、および
   前記トナー濃度算出部が算出したトナー濃度と前記リップル値算出部が算出した出力リップル値に基づいて湿度を推定する湿度推定部
   として機能させる、制御プログラム。
7. 感光体へトナーを供給する現像装置および前記現像装置に設けられてトナー濃度を検出するトナー濃度センサを備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記トナー濃度センサの検出信号に基づいてトナー濃度を算出するトナー濃度算出ステップ、
   前記トナー濃度センサの検出信号に基づいて出力リップル値を算出するリップル値算出ステップ、および
   前記トナー濃度算出ステップで算出したトナー濃度と前記リップル値算出ステップで算出した出力リップル値に基づいて湿度を推定する湿度推定ステップを含む、制御方法。

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