CN110727184B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像形成装置。模式控制部在将显影辊和感光体鼓之间的直流电压的电位差保持为固定的状态下，一边使显影偏压的交流电压的频率变化一边将浓度不同的多个参照用调色剂像形成在感光体鼓上，生成参照用直线，使用所述参照用直线来取得调色剂的带电量，所述参照用直线表示调色剂量(将测量出的各参照用调色剂像的浓度换算为重量，得到各参照用调色剂像的调色剂量)与电流值的代表值(形成各参照用调色剂像的过程中，测量出的显影电流的电流值的代表值)之间的关系。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及应用了双组分显影方式的图像形成装置。

背景技术

以往已知有图像形成装置，该图像形成装置具备感光体鼓(像承载体)、显影装置和转印部件，并且该图像形成装置将图像形成于片材。在这样的图像形成装置中，利用显影装置将形成在感光体鼓上的静电潜像显现出来，在感光体鼓上形成调色剂像。然后，该调色剂像通过转印部件被转印于片材。另外，作为将静电潜像显现出来并形成调色剂像的显影技术，已知有使用含有调色剂和载体的显影剂的双组分显影技术。

在双组分显影中，受打印张数、环境变动、打印模式(每一个任务的连续打印张数)和打印率等的影响，会显现显影剂劣化、调色剂的带电量发生变化这样的现象。其结果，产生图像浓度的下降、调色剂灰雾的产生、调色剂飞散的增加这样的问题。为了应对这样的问题，以往采用了以下技术：根据打印张数、环境变动、打印模式和打印率等预测调色剂的带电量变化，调整调色剂浓度、显影偏压、感光体的表面电位、显影辊的旋转速度、对飞散调色剂进行回收的吸引风扇的输出等，抑制图像浓度的下降、调色剂灰雾的恶化、调色剂飞散的恶化。

但是，这些技术只不过是组合了打印张数、环境变动、打印模式和打印率的各个条件下的预测，当多个条件复合地发生变化时，难以正确地预测调色剂的带电量。

因此，在以往提出了正确地预测调色剂的带电量的技术。例如，在对承载显影剂的显影辊施加显影偏压时，测量在感光体鼓和显影辊之间流动的电流(以后、显影电流)的电流值。该测量出的显影电流的电流值假定为从显影辊移动到感光体鼓的调色剂的电荷量。另外，根据被显影的调色剂像的浓度的测量结果换算调色剂量。然后，根据该调色剂的电荷量和调色剂量计算出调色剂的带电量。

发明内容

但是，在上述技术中，对一个调色剂像的浓度和形成该一个调色剂像的过程中的显影电流的电流值分别测量一次，根据各测量结果计算出调色剂的带电量。因此，各测量的误差直接被反映在调色剂的带电量中，有可能无法精度良好地计算出调色剂的带电量。

本发明是为了解决上述那样的课题的技术，其目的在于在应用了双组分显影方式的图像形成装置中能够取得比以往精度更好的调色剂的带电量。

本发明的一个方面所涉及的图像形成装置，具备：像承载体，所述像承载体被旋转而在表面形成静电潜像，并且承载由所述静电潜像显现出来的调色剂像；曝光装置，在所述像承载体的表面形成所述静电潜像；显影辊，与所述像承载体相对置地配置，被旋转而在周面承载由调色剂和载体构成的显影剂，并且通过对所述像承载体供给调色剂，从而形成所述调色剂像；显影偏压施加部，能够对所述显影辊施加在直流电压上重叠了交流电压的显影偏压；浓度测量部，测量所述调色剂像的浓度；电流测量部，对在所述像承载体和所述显影辊之间流动的显影电流的电流值进行测量；以及带电量取得部。所述带电量取得部执行参照用调色剂像显影动作、参照用直线生成动作和带电量取得动作。在所述参照用调色剂像显影动作中，对所述曝光装置和所述显影偏压施加部进行控制，在将所述显影辊和所述像承载体之间的直流电压的电位差保持为固定的状态下，一边使所述显影偏压的交流电压的频率变换，一边将浓度相互不同的多个参照用调色剂像形成在所述像承载体上。在所述参照用直线生成动作中，生成参照用直线，由所述浓度测量部测量出的各参照用调色剂像的浓度换算为重量，得到所述各参照用调色剂像的调色剂量，在形成所述各参照用调色剂像的过程中，由所述电流测量部测量出所述显影电流的电流值，所述参照用直线表示所述各参照用调色剂像的调色剂量与所述显影电流的电流值的代表值之间的关系。在所述带电量取得动作中，使用所述参照用直线取得调色剂的带电量。

〔发明效果〕

根据本发明，在应用了双组分显影方式的图像形成装置中，能够比以往精度更良好地取得调色剂的带电量。

附图说明

图1是示出图像形成装置的内部构造的截面图。

图2是显影装置的截面图和示出控制部的电气结构的框图。

图3是图像形成装置的显影动作的示意图。

图4是示出感光体鼓和显影辊的电位的大小关系的示意图。

图5是示出一边使显影DC偏压发生变化一边形成的多个参照用调色剂像的浓度或者调色剂量与形成该多个参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值之间的关系的一个例子的图。

图6是示出显影偏压与载体的电阻值之间的关系的一个例子的图。

图7是示出一边使显影DC偏压发生变化一边形成的多个参照用调色剂像的浓度或者调色剂量与形成该多个参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值所包含的调色剂电流值和载体电流值之间的关系的一个例子的图。

图8是示出一边使显影偏压的交流电压的频率变化一边形成的多个参照用调色剂像的浓度或者调色剂量与该多个参照用调色剂像形成过程中的显影电流的电流值所包含的调色剂电流值和载体电流值之间的关系的一个例子的图。

图9是由模式控制部执行的带电量测量模式的流程图。

图10是由模式控制部执行的带电量测量模式的流程图。

图11是示出根据各参照用调色剂像的浓度换算出的调色剂量和形成各参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值之间的关系的一个例子的图。

图12是示出根据参照用直线取得调色剂量的一个例子的图。

具体实施方式

(实施方式)

以下，根据附图详细说明本发明的实施方式所涉及的图像形成装置10。在本实施方式中，作为图像形成装置的一个例子，例示出串联方式的彩色打印机。图像形成装置例如也可以是复印机、传真装置和这些设备的复合机等。另外，图像形成装置也可以是形成单色(单一颜色)图像的装置。

图1是示出图像形成装置10的内部构造的截面图。该图像形成装置10具备装置主体11，装置主体11具备箱形的框体构造。在该装置主体11内装有供纸部12，供给片材P；图像形成部13，形成要转印到从供纸部12供给的片材P的调色剂像；中间转印单元14，对所述调色剂像进行一次转印；调色剂补给部15，对图像形成部13补给调色剂；和定影部16，实施将形成于片材P上的未定影调色剂像定影到片材P的处理。进而，在装置主体11的上部具备排纸部17，该排纸部17排出由定影部16实施了定影处理后的片材P。

在装置主体11的上表面的适当位置设置操作面板18，该操作面板18用于对针对片材P的输出条件等进行输入操作。该操作面板18设置有电源键、用于对输出条件进行输入的触摸面板、各种操作键。

在装置主体11内进一步在比图像形成部13靠右侧的位置形成沿上下方向延伸的片材输送路径111。片材输送路径111上设置有输送辊对112，该输送辊对112将片材输送到适当位置。另外，定位辊对113进行片材的歪斜矫正，并且在特定的定时将片材送入到后面说明的二次转印的夹持部，定位辊对113被设置于片材输送路径111的所述夹持部的上游侧。片材输送路径111是将片材P从供纸部12经由图像形成部13和定影部16输送至排出部17的输送路径。

供纸部12具备供纸托盘121、拾取辊122和供纸辊对123。供纸托盘121以能够插入装置主体11的下方位置或者从装置主体11的下方位置取出的方式进行安装，储存层叠了多张片材P的片材束P1。拾取辊122一张张地抽出储存在供纸托盘121的片材束P1的最上面的片材P。供纸辊对123将由拾取辊122抽出的片材P送出到片材输送路径111。

供纸部12具备手动供纸部，该手动供纸部被安装在装置主体11的图1所示的左侧面。手动供纸部具备手动托盘124、拾取辊125和供纸辊对126。手动托盘124是载置有手动放置的片材P的托盘，在通过手动供给片材P时，如图1所示，手动托盘124被从装置主体11的侧面打开。拾取辊125抽取载置于手动托盘124的片材P。供纸辊对126将由拾取辊125抽出的片材P送出到片材输送路径111。

图像形成部13形成要转印于片材P的调色剂像，图像形成部13具备形成不同颜色调色剂像的多个图像形成单元。作为该图像形成单元，在本实施方式中具备从后面说明的中间转印带141的旋转方向上游侧向下游侧(从图1所示的左侧向右侧)依次配置的、使用品红色(M)的显影剂的品红色用单元13M、使用青色(C)的显影剂的青色用单元13C、使用黄色(Y)的显影剂的黄色用单元13Y、和使用黑色(Bk)的显影剂的黑色用单元13Bk。各单元13M、13C、13Y、13Bk各自都具备感光体鼓20(像承载体)以及配置于感光体鼓20的周围的带电装置21、显影装置23、一次转印辊24和清洁装置25。另外，各单元13M、13C、13Y、13Bk共同的曝光装置22被配置于图像形成单元的下方。

感光体鼓20被驱动为绕轴旋转，在其表面形成静电潜像，并且承载由所述静电潜像显现出来的调色剂像。该感光体鼓20作为一个例子可使用公知的非晶硅(α-Si)感光体鼓、有机(OPC)感光体鼓。带电装置21使感光体鼓20的表面均匀地带电成规定的带电电位。带电装置21具备带电辊和带电清洁刷，带电清洁刷用于去除附着于所述带电辊的调色剂。曝光装置22被配置于比带电装置21更靠感光体鼓20的旋转方向下游侧，具有光源、多面镜、反射镜、偏转镜等各种光学仪器。曝光装置22通过对被均匀地带电成所述带电电位的感光体鼓20的表面照射根据图像数据调制后的光来进行曝光，从而形成静电潜像。

显影装置23被配置于比曝光装置22更靠感光体鼓20的旋转方向下游侧。显影装置23包含显影辊231。显影辊231在特定的显影夹持部NP(图3)处与感光体鼓20相对置地配置。显影辊231被旋转，在周面承载由调色剂和载体构成的显影剂，并且对感光体鼓20供给调色剂，从而形成所述调色剂像。

一次转印辊24隔着中间转印单元14所具备的中间转印带141而与感光体鼓20形成夹持部。进而，一次转印辊24将感光体鼓20上的调色剂像一次转印到中间转印带141上。清洁装置25对调色剂像转印后的感光体鼓20的周面进行清扫。

中间转印单元14被配置于设置在图像形成部13和调色剂补给部15之间的空间，具备中间转印带141、被省略图示的单元框以可旋转的方式支承的驱动辊142、从动辊143、支承辊146和浓度传感器100。

中间转印带141是环状的带状旋转体，以其周面侧分别与各感光体鼓20的周面相接的方式被驱动辊142和从动辊143、146架设。由于驱动辊142的旋转而中间转印带141被环绕转动驱动。在从动辊143的附近配置有带清洁装置144，该带清洁装置144去除残留在中间转印带141的周面上的调色剂。

浓度传感器100(浓度测量部)在比单元13M、13C、13Y、13Bk靠下游侧与中间转印带141相对置地配置，对形成在中间转印带141上的调色剂像的浓度进行测量。此外，在其它的实施方式中，浓度传感器100可以是测量感光体鼓20上的调色剂像的浓度的传感器，另外，也可以是测量定影到片材P上的调色剂像的浓度的传感器。

与驱动辊142相对置地在中间转印带141的外侧配置有二次转印辊145。二次转印辊145被压接于中间转印带141的周面，在与驱动辊142之间形成转印夹持部。被一次转印到中间转印带141上的调色剂像在转印夹持部处被二次转印于从供纸部12供给的片材P。即，中间转印单元14和二次转印辊145作为转印部发挥功能，该转印部将承载在感光体鼓20上的调色剂像转印到片材P。另外，驱动辊142配置有用于对其周面进行清扫的辊清洁器200。

调色剂补给部15储存被用于图像形成的调色剂，在本实施方式中具备品红色用调色剂容器15M、青色用调色剂容器15C、黄色用调色剂容器15Y和黑色用调色剂容器15Bk。这些调色剂容器15M、15C、15Y、15Bk分别储存M/C/Y/Bk各颜色的补给用调色剂。从被形成于容器底面的调色剂排出口15H向与M/C/Y/Bk各色对应的图像形成单元13M、13C、13Y、13Bk的显影装置23补给各色的调色剂。

定影部16具备：加热辊161，在内部具有加热源；定影辊162，与加热辊161相对置配置；定影带163，被定影辊162和加热辊161架设；加压辊164，经由定影带163而与定影辊162相对置配置，并形成定影夹持部。向定影部16供给的片材P经过所述定影夹持部而被加热加压。由此，通过所述转印夹持部而被转印到片材P的调色剂像被定影于片材P。

排纸部17是使装置主体11的顶部凹下而形成的，在该凹部的底部形成有接受被排出的片材P的排纸托盘171。被实施了定影处理的片材P经由从定影部16的上部延伸设置的片材输送路径111向排纸托盘151排出。

(关于显影装置)

图2是显影装置23的截面图和示出控制部980的电气结构的框图。显影装置23具备显影壳体230、显影辊231、第一螺旋加料器232、第二螺旋加料器233和调节刮刀234。显影装置23应用了双组分显影方式。

显影壳体230具备显影剂容纳部230H。显影剂容纳部230H容纳有由调色剂和载体构成的双组分显影剂。另外，显影剂容纳部230H具有第一输送部230A和第二输送部230B，第一输送部230A将显影剂沿着从显影辊231的轴向的一端侧向另一端侧的第一输送方向(与图2的纸面正交的方向、从后向前的方向)输送，第二输送部230B在轴向的两端部与第一输送部230A连通，将显影剂沿着与第一输送方向相反的第二输送方向输送。第一螺旋加料器232和第二螺旋加料器233沿着图2的箭头D22、D23方向旋转，分别将显影剂向第一输送方向和第二输送方向输送。特别地，第一螺旋加料器232一边将显影剂向第一输送方向输送，一边向显影辊231供给显影剂。显影剂所包含的调色剂在向第一输送方向和第二输送方向循环输送的期间，在与载体之间发生摩擦带电。另一方面，显影剂所包含的载体在向第一输送方向和第二输送方向进行循环输送的期间，由于与调色剂的摩擦，有可能被削薄或者被污染。

显影辊231在显影夹持部NP(图3)处与感光体鼓20相对置地配置。显影辊231具备被旋转的套筒231S和固定配置于套筒231S的内部的磁铁231M。磁铁231M具备S1、N1、S2、N2和S3极。N1极作为主极发挥功能，S1极和N2极作为输送极发挥功能，S2极作为剥离极发挥功能。另外，S3极作为汲取极和限制极发挥功能。作为一个例子，S1极、N1极、S2极、N2极和S3极的磁通密度被设定为54mT、96mT、35mT、44mT和45mT。显影辊231的套筒231S沿着图2的箭头D21方向旋转。显影辊231被旋转，接收显影壳体230内的显影剂而承载显影剂层，向感光体鼓20供给调色剂。另外，在本实施方式中，显影辊231与感光体鼓20在相对置的位置处向相同方向(同向)旋转。

调节刮刀234(层厚限制部件)与显影辊231隔着特定的间隔进行配置，对从第一螺旋加料器232供给到显影辊231的周面上的显影剂的层厚进行限制。

具备显影装置23的图像形成装置10还具备显影偏压施加部971、驱动部972、电流测量部973和控制部980。控制部980由CPU(Central Processing Unit)、存储控制程序的ROM(Read Only Memory)、作为CPU的工作区域被使用的RAM(Random Access Memory)等构成。

显影偏压施加部971包含直流电源和交流电源，根据来自后面说明的偏压控制部982的控制信号，对显影辊231施加在直流电压上重叠了交流电压的显影偏压。

驱动部972包括电动机和传递其转矩的齿轮机构，根据来自后面说明的驱动控制部981的控制信号，在显影动作时，除了对感光体鼓20进行旋转驱动以外，还对显影装置23内的显影辊231和第一螺旋加料器232、第二螺旋加料器233旋转驱动。此外，驱动部972进一步产生驱动(旋转)图像形成装置10的其它的部件的驱动力。

电流测量部973由电流计构成，在利用显影偏压施加部971对显影辊231施加显影偏压时，测量在感光体鼓20和显影辊231之间流动的电流(以后，显影电流)的电流值。控制部980参照由电流测量部973测量的电流值。

控制部980被如下那样发挥功能：通过所述CPU执行存储在ROM的控制程序而具备驱动控制部981、偏压控制部982、存储部983和模式控制部984(带电量取得部)。

驱动控制部981控制驱动部972，对显影辊231、第一螺旋加料器232、第二螺旋加料器233进行旋转驱动。另外，驱动控制部981对未图示的驱动机构进行控制而对感光体鼓20进行旋转驱动。

在从显影辊231向感光体鼓20供给调色剂的显影动作时，偏压控制部982对显影偏压施加部971进行控制，在感光体鼓20和显影辊231之间设置直流电压和交流电压的电位差。由于所述电位差，调色剂从显影辊231被移动到感光体鼓20。

存储部983对被驱动控制部981、偏压控制部982和模式控制部984所参照的各种信息进行存储。例如，存储部983存储有显影辊231的旋转数、根据环境而调整的显影偏压的值等。另外，存储部983根据模式控制部984而存储有各种信息。

模式控制部984执行带电量测量模式。具体而言，模式控制部984在带电量测量模式下执行参照用调色剂像显影动作、参照用直线生成动作、带电量取得动作。

详细而言，模式控制部984在参照用调色剂像显影动作中，在控制曝光装置22和显影偏压施加部971而将显影辊231和感光体鼓20之间的直流电压的电位差保持为固定的状态下，一边使显影偏压的交流电压的频率变化，一边将浓度相互不同的多个参照用调色剂像形成在感光体鼓20上。

模式控制部984在参照用直线生成动作中，生成参照用直线，由浓度传感器100测量出的各参照用调色剂像的浓度换算为重量，得到各参照用调色剂像的调色剂量，在形成各参照用调色剂像的过程中，由电流测量部973测量出显影电流的电流值，所述参照用直线表示各参照用调色剂像的调色剂量与显影电流的电流值的代表值之间的关系。

模式控制部984在带电量取得动作中，使用参照用直线取得调色剂的带电量。

(关于双组分显影)

以下说明双组分显影。图3是图像形成装置10的显影动作的示意图。图4是示出感光体鼓20和显影辊231的电位的大小关系的示意图。

如图3所示，在显影辊231和感光体鼓20之间形成有显影夹持部NP。显影辊231上承载的调色剂TN和载体CA形成磁刷。在显影夹持部NP处，将调色剂TN从磁刷供给到感光体鼓20侧，形成调色剂像TI。

如图4所示，由于带电装置21，感光体鼓20的表面电位被带电为背景部电位V0(V)。之后，当利用曝光装置22照射曝光用光时，感光体鼓20的表面电位根据被印刷的图像，从背景部电位V0最大变化至图像部电位VL(V)。另一方面，显影辊231被施加显影偏压的直流电压Vdc，并且直流电压Vdc上重叠了未图示的交流电压。

这种情况下，表面电位V0和显影偏压的直流分量Vdc之间的电位差变为如下电位差，即，抑制向感光体鼓20的表面中的未形成静电潜像的背景部形成调色剂灰雾的电位差。另一方面，曝光后的表面电位VL和显影偏压的直流分量Vdc之间的电位差变为显影电位差，该显影电位差使正极性的调色剂移动到在感光体鼓20的表面形成的静电潜像。进而，利用被施加给显影辊231的交流电压，促进调色剂从显影辊231向感光体鼓20移动。

各个调色剂当在显影壳体230内被循环输送的期间，在与载体之间发生摩擦带电。各调色剂的带电量对由于上述显影偏压而向感光体鼓20侧移动的调色剂量造成影响。因此，当在图像形成装置10中能够精度良好地预测调色剂的带电量时，根据打印张数、环境变动、打印模式和打印率等调整显影偏压、调色剂浓度，从而能够维持良好的画质。因此，以往提出了正确地预测调色剂的带电量的技术。

(关于现有技术的问题)

将上述提出的技术应用于图像形成装置10。在这样的情况下，一个调色剂像被形成在感光体鼓20上，在形成该一个调色剂像的过程中，由电流测量部973测量在感光体鼓20和显影辊231之间流动的显影电流的电流值，该电流值假定是从显影辊231移动到感光体鼓20的调色剂的电荷量。

另外，利用浓度传感器100测量被形成在感光体鼓20的所述一个调色剂像的浓度。然后，将该测量的浓度换算成重量，计算出所述一个调色剂像的调色剂量。根据该计算出的调色剂量和所述假定的调色剂的电荷量，计算出所述一个调色剂像所包含的调色剂的带电量。

即、在所述提出的技术中，对于一个调色剂像的浓度和形成该一个调色剂像的过程中的显影电流的电流值分别测量一次，根据各测量结果计算出调色剂的带电量。因此，各测量的误差直接被反映到调色剂的带电量，有可能无法精度良好地计算出调色剂的带电量。

(关于精度良好的调色剂的带电量的取得方法)

本发明人鉴于上述这样的状况，对于如下内容孜孜不倦地进行了潜心研究，即、根据对多个调色剂像的浓度和形成该多个调色剂像的过程中的显影电流的电流值进行测量的结果，生成一个调色剂像的调色剂量和形成该一个调色剂像的过程中的显影电流的电流值之间的关系，使用该关系取得调色剂的带电量，从而降低各测量的误差直接被反映到调色剂的带电量的可能性。

具体而言，本发明人首先为了形成用于取得调色剂的带电量而参照的多个调色剂像(以后、参照用调色剂像)，将相同的多个静电潜像(以后、参照用潜像)形成在感光体鼓20上，一边使显影偏压电压的直流分量(以后、显影DC偏压)变化，一边使各参照用潜像显现出来(显影)。这里，所谓相同的多个静电潜像表示曝光后的表面电位VL相同的多个静电潜像，该曝光后的表面电位VL是利用曝光装置22对于被带电装置21带电成背景部电位V0(图4)的感光体鼓20的表面照射相同光量的曝光用光而形成的。其结果，本发明人发现了当一边使显影DC偏压发生变化一边使各参照用潜像显影时，会形成浓度相互不同的多个参照用调色剂像。

而且，本发明人对各参照用调色剂像的浓度和形成各参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值进行测量，对该测量出的浓度和该测量出的电流值之间的关系进行了研究。

图5是示出一边使显影DC偏压变化一边形成的多个参照用调色剂像的浓度或者调色剂量与形成该多个参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值之间的关系的一个例子的图。其结果，本发明人发现了：如图5所示，当增大显影DC偏压时，参照用调色剂像的浓度和形成参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值都增大，进而与参照用调色剂像的浓度的增大相应地，形成参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值线性地增大。另外，本发明人发现了：使用公知的函数将参照用调色剂像的浓度换算成重量，得到调色剂量，所得调色剂量与显影电流(形成参照用调色剂像的过程中的显影电流)的电流值之间的关系也和参照用调色剂像的浓度与显影电流(形成参照用调色剂像的过程中的显影电流)的电流值之间的关系是一样的。

进而，本发明人发现了：在感光体鼓20上的形成了静电潜像的图像部与显影辊231之间流动的显影电流和在感光体鼓20上的不存在静电潜像的背景部与显影辊231之间流动的显影电流中，流动的电流分量不同。

具体而言，本发明人发现了：在所述图像部和显影辊231之间流动的显影电流中，含有由于调色剂的移动而流动的电流和在载体中流动的电流这两种电流分量，但是由于在所述背景部不发生调色剂的移动，所以在所述背景部和显影辊231之间流动的显影电流仅包含在载体中流动的电流分量。

图6示出显影偏压和载体的电阻值之间的关系的一个例子的图。然后，本发明人对载体的电气特性进行调查。其结果，本发明人发现了如图6所示，载体具有随着显影DC偏压的增大而阻抗(电阻值)非线性地降低的特性。

图7是示出多个参照用调色剂像(一边使显影DC偏压变化一边形成的多个参照用调色剂像)的浓度或调色剂量与显影电流(形成该多个参照用调色剂像的过程中的显影电流)的电流值所包含的调色剂电流值和载体电流值之间的关系的一个例子的图。本发明人根据上述发现而发现了，如图7所示，图5所示的参照用调色剂像的形成过程中测量出的显影电流的电流值包含：随着显影DC偏压增大而非线性增大的在载体中流动的电流的电流值(以后、载体电流值)、由于调色剂的移动而流动的电流的电流值(以后、调色剂电流值)。

由此，本发明人发现了：在一边使显影DC偏压变化一边形成了浓度相互不同的多个参照用调色剂像的情况下，形成各参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值中，包含随着显影DC偏压增大而非线性增大的载体电流值，所以所述显影电流的电流值被假定为调色剂的电荷量时无法实现精度良好。

由此，本发明人一边使显影偏压的交流电压的频率变化一边使与上述同样的相同的多个参照用潜像显现出来(显影)，由此代替使显影DC偏压发生变化。其结果，本发明人发现了在一边使显影偏压的交流电压的频率变化一边使相同的多个参照用潜像显影的情况下，也形成浓度不同的多个参照用调色剂像。

图8是示出多个参照用调色剂像(一边使显影偏压的交流电压的频率变化一边形成的多个参照用调色剂像)的浓度或调色剂量与显影电流(形成该多个参照用调色剂像的过程中的显影电流)的电流值所包含的调色剂电流值和载体电流值之间的关系的一个例子的图。具体而言，本发明人发现了：如图8所示，当增大所述频率时，参照用调色剂像的浓度和形成参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值都减少，进而根据参照用调色剂像的浓度的减少，形成参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值线性地减少。另外，本发明人发现了：使用公知的函数将参照用调色剂像的浓度换算成重量，得到调色剂量，所得调色剂量与显影电流(形成参照用调色剂像时的显影电流)的电流值之间的关系也和参照用调色剂像的浓度与显影电流(形成参照用调色剂像时的显影电流)的电流值之间的关系一样。

另外，本发明人对载体的电气特性进行了调查，发现了载体具有如下特性：即使使显影偏压的交流电压的频率变化，阻抗也不发生变化。于是，本发明人根据上述发现而发现了：在一边使显影偏压的交流电压的频率变化一边使相同的多个参照用潜像显影的情况下，如图8所示，显影电流的电流值I包含固定的载体电流值Ic和线性地增大的调色剂电流值It，其中，固定的载体电流值Ic不随显影偏压的交流电压的频率而发生变动，调色剂电流值It根据参照用调色剂像的浓度(或调色剂量)的增大而线性地增大。

由此，本发明人发现了：在一边使显影偏压的交流电压的频率变化一边使相同的多个参照用潜像显影的情况下，即使参照用调色剂像的浓度(或者调色剂量)发生了变化，载体电流值Ic也是固定的，显影电流的电流值I的变化量(具体来说，显影电流的电流值I相对于参照用调色剂像的浓度(或者调色剂量)的变化量而产生的变化量)与调色剂电流值It的变化量(具体来说，调色剂电流值It相对于参照用调色剂像的浓度(或者调色剂量)的变化量而产生的变化量)相同。

其结果，本发明人发现了：即使无法单独地测量调色剂电流值It和载体电流值Ic，通过使显影偏压的交流电压的频率变化而形成多个调色剂像，使形成调色剂像的过程中的载体电流值Ic为固定，也能够使调色剂像的浓度(或者调色剂量)变化。

根据上述发现，本发明人发现了：一边使显影偏压的交流电压的频率变化一边形成浓度相互不同的多个参照用调色剂像，生成表示各参照用调色剂像的调色剂量和形成各参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值I之间的关系的参照用直线，利用实际用于打印(图像形成)时的显影偏压，在形成(显影)用于测量调色剂的带电量的测量用调色剂像的过程中对显影电流的电流值I进行测量，在所述参照用直线上，取得该测量出的电流值I所关联的调色剂量，从而能够精度良好地取得测量用调色剂像的调色剂量。

其结果，本发明人发现了：能够使用该精度良好地取得的测量用调色剂像的调色剂量和测量用调色剂像的形成过程中测量出的显影电流的电流值的积分值，精度良好地计算出测量用调色剂像所包含的调色剂的带电量。此处，所谓在测量用调色剂像的形成过程中测量出的显影电流的电流值的积分值是指：使测量用调色剂像显影的期间中被测量出的显影电流的电流值的累积值。

另外，测量用调色剂像的形成过程中测量出的显影电流的电流值的积分值不限于此，也可以是在使测量用调色剂像显影的期间中被测量出的显影电流的电流值的代表值和使测量用调色剂像显影的期间(形成测量用调色剂像所需要的时间)之乘积。此处，所谓在使测量用调色剂像显影的期间中测量出的显影电流的电流值的代表值是指：在使测量用调色剂像显影的期间中测量出的显影电流的电流值的平均值、最大值或者最小值等。

(关于带电量测量模式)

以下，说明本发明人根据上述发现而想出的由模式控制部984执行的带电量测量模式的详细内容。图9和图10是由模式控制部984执行的带电量测量模式的流程图。图10是示出根据各参照用调色剂像的浓度换算出的调色剂量M和形成各参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值I之间的关系的一个例子的图。图11是示出根据参照用直线L取得调色剂量M的一个例子的图。

如图9所示，模式控制部984当开始带电量测量模式时，将用于使显影偏压的交流电压的频率f变化的变量n设定为n＝1(步骤S01)。另外，模式控制部984依照使用操作面板18输入的指示而开始带电量测量模式。或者，模式控制部984例如在图像形成装置10启动时等特定时刻自动地开始带电量测量模式。

然后，模式控制部984对驱动控制部981和偏压控制部982进行控制，使感光体鼓20的旋转动作开始，在施加了预先设定的基准显影偏压的状态下，使显影辊231旋转1圈以上之后，将显影偏压的交流电压的频率f设定为第n频率fn(n＝1)(步骤S02)。

为了带电量测量模式不受刚刚之前的图像形成的历史的影响，而设定基准显影偏压。通常，该基准显影偏压使用打印(图像形成)时规定显影偏压。另外，当仅应用直流电压作为基准显影偏压时，上述历史的消除效果弱，所以优选将直流电压和交流电压重叠地应用。其中，在步骤S02中，在施加了基准显影偏压的状态下使显影辊231旋转1圈以上的动作不是必须的，可以省略。

接下来，模式控制部984利用偏压控制部982控制显影偏压施加部971，从而在使显影辊231和感光体鼓20之间的直流电压的电位差保持为固定的状态下，对显影辊231施加将交流电压的频率f设定为第n频率fn的显影偏压，使预先设定的参照用调色剂像形成(显影)在感光体鼓20上。另外，模式控制部984利用电流测量部973测量形成参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值(步骤S03)。

具体而言，模式控制部984在步骤S03中对曝光装置22进行控制，在感光体鼓20上形成(显影)预先设定的参照用潜像。然后，模式控制部984利用偏压控制部982对显影偏压施加部971进行控制，从而在将显影辊231和感光体鼓20之间的直流电压的电位差保持为固定的状态下，对显影辊231施加将交流电压的频率f设定为第n频率fn的显影偏压。由此，由参照用潜像显现出来的参照用调色剂像被形成在感光体鼓20上。

然后，参照用调色剂像的显影结束(在步骤S04中为“是”)，当参照用调色剂像被从感光体鼓20转印到中间转印带141时(步骤S05)，模式控制部984利用浓度传感器100测量参照用调色剂像的浓度(步骤S06)。

然后，模式控制部984将在步骤S06中测量出的参照用调色剂像的浓度和参照用调色剂像的显影过程中所测量出的显影电流的电流值的代表值与第n频率fh对应起来存储于存储部983(步骤S07)。此处，所谓显影电流的电流值的代表值例如是参照用调色剂像的形成过程中被测量出的显影电流的电流值的平均值、最大值或最小值等。

接下来，模式控制部984判定与频率有关的变量n是否与预先设定的规定次数N相等(步骤S08)。在变量n不等于规定次数N的情况下(在步骤S08中为“否”)，n值被递增+1(n＝n+1，步骤S13)，反复进行步骤S02至步骤S07。另外，为了提高测量的精度，优选将规定次数N设定为2以上，更优选设定为3以上。另外，在本实施方式中，规定次数N被设定为5。

另一方面，在变量n等于规定次数N的情况下(在步骤S08中为“是”)，如图10所示，模式控制部984根据在存储部983中与N个频率f对应起来储存的N个参照用调色剂像的浓度和在N个参照用调色剂像的显影过程中所测量出的显影电流的电流值的代表值，生成参照用直线，该参照用直线表示各参照用调色剂像的调色剂量与在各参照用调色剂像的显影过程中被测量出的显影电流的电流值的代表值之间的关系(步骤S09)。

具体而言，在步骤S09中，模式控制部984如图11所示，在将横轴设为参照用调色剂像的调色剂量M而将纵轴设为显影电流的电流值I的二维坐标系中，标绘由调色剂量M和显影电流的电流值I的代表值表示的N个点，其中，调色剂量M(例如、4.5mg)是将在存储部983中与N个各频率f(例如、2kHz)对应起来存储的参照用调色剂像的浓度换算为重量而得到的，显影电流的电流值I的代表值(例如、6.9μA)是在存储部983中与该各频率f对应起来存储的。而且，模式控制部984将通过该N个点的附近的近似直线(例如、I＝1.5364M+0.0755)当作参照用直线L来生成。

接下来，模式控制部984与步骤S03同样地，通过利用偏压控制部982控制显影偏压施加部971，从而对显影辊231施加用于打印(图像形成)时的预定的显影偏压，形成(显影)预先设定的测量用调色剂像。另外，模式控制部984利用电流测量部973测量形成测量用调色剂像的过程中的显影电流的电流值I(步骤S11)。

然后，当测量用调色剂像的显影结束时(在步骤S11中为“是”)，模式控制部984使用在步骤S09中生成的参照用直线L和在步骤S11中测量的形成测量用调色剂像的过程中的显影电流的电流值I，取得测量用调色剂像所包含的调色剂的带电量(步骤S12)。

具体而言，在步骤S12中，模式控制部984如图11所示，在由步骤S09生成的参照用直线L上，取得与在步骤S11中测量出的显影电流的电流值I的代表值(例如、6.2μA)相同的代表值所关联的调色剂量M(例如、4.0mg)，作为测量用调色剂像的调色剂量M。

然后，模式控制部984将在步骤S11中测量出的显影电流的电流值I的积分值假定为测量用调色剂像的调色剂的电荷量。这里，所谓在步骤S11中测量出的显影电流的电流值I的积分值表示：在步骤S11中使测量用调色剂像显影的期间中由电流测量部973测量出的显影电流的电流值I的累积值。另外，在步骤S11中测量出的显影电流的电流值I的积分值不限于此，也可以是在步骤S11中测量出的显影电流的电流值I的代表值(平均值、最大值或者最小值等)与使测量用调色剂像显影的期间(形成测量用调色剂像所需的时间)之乘积。

然后，模式控制部984将用该假定的调色剂的电荷量除以所述取得的测量用调色剂像的调色剂量M(例如、4.0mg)而得到的结果(＝调色剂的电荷量/调色剂量M)作为测量用调色剂像所包含的调色剂的带电量来取得。

如以上所述，在带电量测量模式下，当将显影辊231和感光体鼓20之间的直流电压的电位差保持为固定的状态下，一边使显影偏压的交流电压的频率f变化一边形成浓度不同的多个参照用调色剂像。而且，根据分别对参照用调色剂像的浓度和形成参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值I测定规定次数N而得到的结果，生成参照用直线L，该参照用直线L表示参照用调色剂像的调色剂量M与形成参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值I的代表值之间的关系。

然后，根据该生成的参照用直线L所示的参照用调色剂像的调色剂量M与形成参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值I的代表值之间的关系，取得测量用调色剂像的调色剂量M。因此，比起与以往同样地仅对测量用调色剂像的浓度测量一次、并根据该测量出的浓度换算测量用调色剂像的调色剂量M的情况，能够降低直接将测量调色剂像的浓度的测量的误差反映于所取得的测量调色剂像的调色剂量M的可能性。

由此，比起以往能够精度良好地获得在取得调色剂的带电量时使用的调色剂量M。其结果，能够使用比以往精度良好地取得的调色剂量M和形成测量用调色剂像的过程中的显影电流的电流值I的积分值，比以往精度良好地取得调色剂的带电量。

另外，在带电量测量模式中，使用浓度相互不同的N个参照用调色剂像来取得调色剂的带电量，该N个参照用调色剂像是指：使显影偏压的交流电压的频率fh相互不同时，将通过进行N次步骤S03而形成在感光体鼓20上的相同的N个参照用潜像显现出来的N个参照用调色剂像。

因此，与使用多个参照用调色剂像(使显影偏压的交流电压的频率f相互不同时，将形成在感光体鼓20上的相互不同的多个参照用潜像显现出来的多个参照用调色剂像)来取得调色剂的带电量的情况相比，能够排除静电潜像的不同对调色剂的带电量带来的影响，取得精度良好的调色剂的带电量。

(关于变形实施方式)

以上说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于此，例如可以采取以下那样的变形实施方式。

(1)显影辊231的表面例如可以是实施了压花槽加工的表面、具有凹形形状(凹窝)的表面或者实施了喷射加工的表面。

(2)模式控制部984也可以在步骤S12中，将如下结果假定为测量用调色剂像所包含的调色剂的电荷量，该结果是指：设参照用直线L上调色剂量M为0时所关联的显影电流的电流值I的代表值(例如在图11和图12中为0.0755)示出载体电流值Ic(图8)，基于步骤S11中测量出显影电流的电流值I的积分值，减去参照用直线L上调色剂量M为0时所关联的显影电流的电流值I的代表值(例如、0.0755)和在步骤S11中显影(形成)测量用调色剂像所需的时间之乘积，该减法计算得到的结果即为上述结果。

这种情况下，在带电量测量模式下，根据上述发明人的发现，能够进行如下处理：从形成测量用调色剂像的过程中测量出的显影电流的电流值I的积分值中，减去在形成测量用调色剂像的过程中在载体中流动的电流的电流值Ic的积分值，仅将使调色剂从显影辊231移动到感光体鼓20的电流的电流值It的积分值精度良好地假定为测量用调色剂像所包含的调色剂的电荷量，其中，所述电流值Ic的积分值是参照用直线L上调色剂量M为0时所关联的显影电流的电流值I的代表值和形成测量用调色剂像所需要的时间之乘积所示出的值。其结果，能够使用该精度良好地假定的调色剂的电荷量，更精度良好地取得测量用调色剂像所包含的调色剂的带电量。

(3)模式控制部984也可以省略步骤S10至步骤S11，在步骤S12中，取得参照用直线L的倾斜度(例如在图11和图12所示的例子为1.5364)与在步骤S03中形成各参照用调色剂像所需要的时间的代表值(平均值、最大值或者最小值等)之乘积，作为调色剂的带电量。

根据本结构，用形成参照用调色剂像的过程中的显影电流的电流值I的代表值与形成各参照用调色剂像所需要的时间的代表值之乘积，除以参照用调色剂像的调色剂量M，得到的结果作为调色剂的带电量，其中，上述乘积是由参照用直线L的倾斜度和在步骤S03中形成各参照用调色剂像所需要的时间的代表值之乘积示出。

因此，根据本结构，将形成参照用调色剂像过程中的显影电流的电流值I的代表值与形成各参照用调色剂像所需的时间的代表值之乘积假定为形成参照用调色剂像时移动的调色剂的电荷量，将该假定的调色剂的电荷量除以参照用调色剂像的调色剂量M，得到结果(＝调色剂的电荷量/调色剂量M)，该结果能够适当地作为调色剂的带电量。

(4)也可以在各步骤S03中，模式控制部984控制曝光装置22，对于被带电为背景部电位V0(图4)的感光体鼓20的表面，照射光量与之前的步骤S03中使用的光量不同的曝光用光，从而在感光体鼓20上形成相互不同的多个参照用的静电潜像。然后，模式控制部984使显影偏压的交流电压的频率f相互不同地将形成在感光体鼓20上的相互不同的多个参照用的静电潜像显现出来，从而可以将浓度相互不同的多个参照用调色剂像形成在感光体鼓20上。

(5)当如图1所示图像形成装置10具有多个显影装置23的情况下，也可以在一个或者两个显影装置23中进行上述实施方式所涉及的带电量测量模式，将其结果在其它的显影装置23中利用。

Claims (5)

1.一种图像形成装置，具备：

像承载体，所述像承载体被旋转而在表面形成静电潜像，并且承载由所述静电潜像显现出来的调色剂像；

曝光装置，在所述像承载体的表面形成所述静电潜像；

显影辊，与所述像承载体相对置地配置，被旋转而在周面承载由调色剂和载体构成的显影剂，并且通过对所述像承载体供给调色剂，从而形成所述调色剂像；

显影偏压施加部，能够对所述显影辊施加在直流电压上重叠了交流电压的显影偏压；

浓度测量部，测量所述调色剂像的浓度；

电流测量部，对在所述像承载体和所述显影辊之间流动的显影电流的电流值进行测量；以及

带电量取得部，

所述带电量取得部执行参照用调色剂像显影动作、参照用直线生成动作和带电量取得动作，

在所述参照用调色剂像显影动作中，对所述曝光装置和所述显影偏压施加部进行控制，在将所述显影辊和所述像承载体之间的直流电压的电位差保持为固定的状态下，一边使所述显影偏压的交流电压的频率变换，一边将浓度相互不同的多个参照用调色剂像形成在所述像承载体上，

在所述参照用直线生成动作中，生成参照用直线，由所述浓度测量部测量出的各参照用调色剂像的浓度换算为重量，得到所述各参照用调色剂像的调色剂量，在形成所述各参照用调色剂像的过程中，由所述电流测量部测量出所述显影电流的电流值，所述参照用直线表示所述各参照用调色剂像的调色剂量与所述显影电流的电流值的代表值之间的关系，

在所述带电量取得动作中，使用所述参照用直线取得调色剂的带电量，

所述显影电流的电流值的代表值是在使测量用调色剂像显影的期间中测量出的所述显影电流的电流值的平均值、最大值或者最小值。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述带电量取得部在所述参照用调色剂像显影动作中，对所述曝光装置进行控制，将相同的多个参照用潜像形成在所述像承载体上，对所述显影偏压施加部进行控制，以所述显影偏压的交流电压的频率相互不同的方式，将所述多个参照用潜像的各个参照用潜像显现出来，从而生成所述多个参照用调色剂像。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述带电量取得部在所述带电量取得动作中，取得所述参照用直线的倾斜度和在所述参照用调色剂像显影动作中形成各参照用调色剂像所需要的时间的代表值之乘积，作为所述调色剂的带电量。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述带电量取得部在所述带电量取得动作中，当对所述曝光装置和所述显影偏压施加部进行控制而在所述像承载体上形成了测量用调色剂像的情况下，在所述参照用直线上，取得与在形成所述测量用调色剂像的过程中由所述电流测量部测量出的所述显影电流的电流值的代表值相同的代表值所关联的调色剂量，作为所述测量用调色剂像的调色剂量，使用该取得的所述测量用调色剂像的调色剂量和形成所述测量用调色剂像的过程中由所述电流测量部测量出的所述显影电流的电流值的积分值，取得所述调色剂的带电量。

5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，

所述带电量取得部在所述带电量取得动作中，基于在形成所述测量用调色剂像的过程中由所述电流测量部测量出的所述显影电流的电流值的积分值，减去如下的乘积，得到的结果假定为所述测量用调色剂像所包含的调色剂的电荷量，再用该假定的所述调色剂的电荷量除以所述取得的所述测量用调色剂像的调色剂量，得到的结果作为所述调色剂的带电量，其中，所述乘积是所述参照用直线上所述调色剂量为0时所关联的所述显影电流的电流值的代表值和形成所述测量用调色剂像所需要的时间之乘积。

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