JP2020115166A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの帯電量の算出結果の信頼性をユーザーが認識できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラム１０１と、現像部１１０と、電圧印加部２１と、検知部２２と、算出部２０ｃと、評価部２０ｄとを備える。検知部２２は、静電潜像が形成されているときの感光体ドラム１０１と現像部１１０との間に流れる第１電流の電流値と、静電潜像が形成されていない感光体ドラム１０１と現像部１１０との間に流れる第２電流の電流値とを検知する。算出部２０ｃは、トナーの帯電量を算出する。評価部２０ｄは、第２電流の電流値と基準値との比較結果に基づいて、トナーの帯電量の算出結果の信頼性を評価する。基準値は、静電潜像が形成されていない感光体ドラム１０１と現像部１１０との間に流れる基準電流の電流値であって、感光体ドラム１０１と現像部１１０とのうちの少なくとも一方の調整後に検知部２２で検知された電流値を示す。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１に記載の画像形成装置は、現像電源と、フォトセンサとを備える。現像電源は、現像ローラーに現像バイアスを印加する。更に、現像電源は、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するときに現像電流を検知する。フォトセンサは、感光体ドラムに形成されたトナー像のトナー付着量を検知する。特許文献１に記載の画像形成装置では、現像電源で検知された現像電流の電流値を、現像ローラーから感光体ドラムに移動したトナーの電荷量とする。トナーの電荷量とトナー付着量とからトナーの帯電量が算出される。

特開２００５−１８９７９０号公報

特許文献１に記載の画像形成装置では、トナーの帯電量を用いて、例えばトナー濃度、現像バイアス、感光体ドラムの表面電位、現像ローラーの回転速度、又は、飛散したトナー粒子を回収する吸引ファンの回転速度を調整できる。その結果、特許文献１に記載の画像形成装置では、画像濃度の低下、トナーかぶり、及び、トナー粒子飛散を抑制できる。

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、画像濃度の低下、トナーかぶり又はトナー粒子飛散が起こっていると、トナーの帯電量を正確に算出できない場合がある。従って、ユーザーは、トナーの帯電量が正確に算出されていないことを認識せずに、正確に算出されていないトナーの帯電量を利用して、画像形成装置を使用していることがあった。その結果、画像濃度の低下、トナーかぶり、及び、トナー粒子飛散が充分に抑制できなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、トナーの帯電量の算出結果の信頼性をユーザーが認識できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、現像部と、電圧印加部と、検知部と、算出部と、評価部とを備える。前記現像部は、前記感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーによって現像して、前記感光体ドラムにトナー像を形成する。前記電圧印加部は、前記現像部に現像バイアスを印加する。前記検知部は、前記静電潜像が形成されているときの前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる第１電流の電流値と、静電潜像が形成されていない前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる第２電流の電流値とを検知する。前記算出部は、前記トナー像に形成された前記トナーの量と、前記第１電流の電流値とに基づいて、前記トナーの帯電量を算出する。前記評価部は、前記第２電流の電流値と基準値との比較結果に基づいて、前記トナーの帯電量の算出結果の信頼性を評価する。前記基準値は、前記静電潜像が形成されていない前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる基準電流の電流値であって、前記感光体ドラムと前記現像部とのうちの少なくとも一方の調整後に前記検知部で検知された前記電流値を示す。

本発明によれば、トナーの帯電量の算出結果の信頼性をユーザーが認識できる画像形成装置を提供できる。

本発明の実施形態１に係る画像形成装置の構成を示す図である。 実施形態１に係る画像形成部の構成の一例を示す断面図である。 実施形態１に係る画像形成部の現像動作を示す図である。 実施形態１に係る感光体ドラムの構成の一例を示す平面図である。 実施形態１に係る感光体ドラムの電位及び現像ローラーの電位を示す図である。 実施形態１に係る電流検知部で検知された電流値を示すグラフである。 実施形態１に係る制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態１に係る制御部の処理の他の一例を示すフローチャートである。 実施形態２に係る制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態３に係る制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電流検知部から出力された電圧値を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。実施形態において、Ｘ軸及びＹ軸は水平方向に沿っており、Ｚ軸は鉛直方向に沿っており、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交する。

［実施形態１］
まず、図１を参照して、実施形態１に係る画像形成装置１００の構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す図である。画像形成装置１００は、例えば、カラー複合機である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成ユニット１０、給送部３０、搬送部４０、定着部５０、排出部６０、制御部２０、及び濃度センサー１０４を備える。濃度センサー１０４については後述する。

給送部３０は、シートＰを搬送部４０へ供給する。搬送部４０は、シートＰを画像形成ユニット１０、及び定着部５０を経由して排出部６０まで搬送する。画像形成ユニット１０は、シートＰに画像を形成する。定着部５０は、シートＰを加熱、及び加圧し、シートＰに形成された画像をシートＰに定着する。排出部６０は、シートＰを画像形成装置１００の外部へ排出する。制御部２０は、画像形成ユニット１０、給送部３０、搬送部４０、定着部５０、及び排出部６０を制御する。

次に、画像形成ユニット１０の構成について説明する。画像形成ユニット１０は、複数の画像形成部１１、露光部１３、及び転写部１２を備える。

複数の画像形成部１１には、それぞれ、互いに異なる色の複数のトナーが供給される。トナーは多数のトナー粒子を含む。複数の画像形成部１１の各々は感光体ドラム１０１を含む。例えば、複数の画像形成部１１は、シアン色のトナーが供給される画像形成部１１ｃ、マゼンタ色のトナーが供給される画像形成部１１ｍ、イエロー色のトナーが供給される画像形成部１１ｙ、及び、ブラック色のトナーが供給される画像形成部１１ｋを含む。画像形成部１１ｃ、画像形成部１１ｍ、画像形成部１１ｙ及び画像形成部１１ｋの構成は、互いに略同一である。

露光部１３は、画像データに基づいて、複数の感光体ドラム１０１の各々に光を照射する。その結果、複数の感光体ドラム１０１の各々に静電潜像が形成される。そして、複数の画像形成部１１の各々は、感光体ドラム１０１に形成された静電潜像を現像して、感光体ドラム１０１にトナー像を形成する。その結果、複数の感光体ドラム１０１に、それぞれ、互いに異なる複数色のトナー像が形成される。

転写部１２は、中間転写ベルト１２ａと駆動ローラー１２ｂとを備える。中間転写ベルト１２ａは、駆動ローラー１２ｂによって回転方向ＲＡに回転駆動される。複数の画像形成部１１が、中間転写ベルト１２ａ上に、互いに異なる複数色のトナー像を転写する。複数色のトナー像が中間転写ベルト１２ａ上で重畳されることで、中間転写ベルト１２ａ上にトナー像（具体的にはカラー画像）が形成される。転写部１２は、中間転写ベルト１２ａ上に形成されたトナー像をシートＰ上に転写する。その結果、シートＰに画像が形成される。

濃度センサー１０４は、中間転写ベルト１２ａ上に形成されたトナー像の濃度を検出する。トナー像の濃度は、単位面積当たりのトナー像を形成するトナーの質量を示す。よって、トナー像の濃度は、トナー像の面積が既知であれば、トナー像の厚さに基づいて算出できる。実施形態１では、濃度センサー１０４は、トナー像の厚みＨＴを検出する。詳細には、濃度センサー１０４は、トナー像との間の距離ＬＴを測定して、画像の厚みＨＴを検出する。更に詳細には、濃度センサー１０４は、下記式（１）を用いて画像の厚みＨＴを検出する。
（厚みＨＴ）＝（基準距離ＬＴＡ）−（距離ＬＴ） （１）
なお、基準距離ＬＴＡは、濃度センサー１０４と中間転写ベルト１２ａの表面との間の距離を示す。

濃度センサー１０４は、例えば、レーザー変位センサーである。レーザー変位センサーは、半導体レーザーとリニアイメージセンサー（Ｌｉｎｅａｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）とを備え、三角測距を用いて距離ＬＴを測定する。そして、濃度センサー１０４は、トナー像の濃度を示す信号ＳＧ１を制御部２０に出力する。

次に、図１及び図２を参照して、実施形態１に係る画像形成部１１の構成について説明する。図２は、画像形成部１１の構成の一例を示す断面図である。

図２に示すように、画像形成部１１は、感光体ドラム１０１に加えて、現像部１１０、帯電部１０２、及びクリーニング部１０３を更に備える。感光体ドラム１０１は、略円柱形状又は略円筒形状を有する。感光体ドラム１０１は、感光体ドラム１０１の回転軸線ＡＸを中心として回転方向ＲＢに回転する。感光体ドラム１０１は、例えばアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）感光体ドラム又は有機感光体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ ＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）ドラムである。

帯電部１０２は、感光体ドラム１０１の表面を所定電位に帯電させる。帯電部１０２は、例えば、帯電ローラーを含む。そして、図１及び図２に示すように、露光部１３は、画像データに基づいて感光体ドラム１０１の表面を露光する。その結果、感光体ドラム１０１の表面に静電潜像が形成される。更に、現像部１１０は、トナーによって感光体ドラム１０１の表面に形成された静電潜像を現像して、感光体ドラム１０１の表面にトナー像を形成する。

更に、クリーニング部１０３は、感光体ドラム１０１の表面をクリーニングする。具体的には、クリーニング部１０３は、クリーニングブレード１０３ａを含む。クリーニングブレード１０３ａは、感光体ドラム１０１の表面と摺接する。感光体ドラム１０１の表面とクリーニングブレード１０３ａの先端とが摺接することで、感光体ドラム１０１の表面に残留するトナーが除去される。

次に、図２及び図３を参照して、現像部１１０について説明する。図３は、画像形成部１１の現像動作を示す図である。なお、図３では、トナー粒子ＴＮを黒色の点で示し、キャリア粒子ＣＡを白色の円で示す。

図３に示すように、現像部１１０は、感光体ドラム１０１に形成された静電潜像ＧＡを複数のトナー粒子ＴＮによって現像して、感光体ドラム１０１にトナー像ＴＩを形成する。複数のトナー粒子ＴＮは２成分現像剤に含まれている。２成分現像剤は現像部１１０に収容される。

具体的には、２成分現像剤は、複数のトナー粒子ＴＮ（具体的には多数のトナー粒子ＴＮ）に加えて、複数のキャリア粒子ＣＡ（具体的には多数のキャリア粒子ＣＡ）を含む。複数のトナー粒子ＴＮは粉体であり、複数のキャリア粒子ＣＡは粉体である。トナー粒子ＴＮは、例えば正帯電性トナー粒子である。正帯電性トナー粒子は、キャリア粒子ＣＡとの摩擦により正に帯電する。

トナー粒子ＴＮの粒径は、例えば、体積基準のメディアン径（Ｄ５０）で５．０μｍ以上８．０μｍ以下であり、好ましくは５．２μｍ以上６．７μｍ以下である。

キャリア粒子ＣＡは、磁性を有する。キャリア粒子ＣＡは、例えば、樹脂被覆型のキャリア粒子である。樹脂被覆型のキャリア粒子のコア粒子は、例えば、フェライト又はマグネタイトである。キャリア粒子ＣＡの粒径は、例えば、体積平均粒径で２０μｍ以上１００μｍ以下であり、好ましくは２５μｍ以上８０μｍ以下である。

ここで、現像ローラー１１２と感光体ドラム１０１との間には、現像ニップ部ＮＰが形成されている。そして、現像ローラー１１２に現像バイアスが印加されると、現像ニップ部ＮＰに電界が形成される。従って、電界の作用によって、トナー粒子ＴＮが磁気ブラシＢＲから脱離して、感光体ドラム１０１に移動する。その結果、トナー粒子ＴＮによって静電潜像ＧＡが顕像化されてトナー像ＴＩが形成される。トナー像ＴＩは、図１に示す中間転写ベルト１２ａに転写される。

図２に示すように、現像部１１０は、現像ハウジング１１１と、現像ローラー１１２と、第１スクリューフィーダー１１３と、第２スクリューフィーダー１１４と、規制ブレード１１５とを備える。現像ローラー１１２は、「現像剤担持体」の一例に相当する。

現像ローラー１１２は、感光体ドラム１０１に対向して配置される。現像ローラー１１２は、スリーブ１１２Ｓと磁石１１２Ｍとを備える。磁石１１２Ｍは、スリーブ１１２Ｓの内部に配置されている。磁石１１２Ｍは、Ｓ１極、Ｎ１極、Ｓ２極、Ｎ２極及びＳ３極を備える。Ｎ１極は主極とし機能し、Ｓ１極及びＮ２極は搬送極として機能し、Ｓ２極は剥離極として機能する。また、Ｓ３極は、汲上極及び規制極として機能する。一例として、Ｓ１極、Ｎ１極、Ｓ２極、Ｎ２極及びＳ３極の磁束密度は、５４ｍＴ、９６ｍＴ、３５ｍＴ、４４ｍＴ及び４５ｍＴである。

スリーブ１１２Ｓは、非磁性の筒体（例えば、アルミニウムパイプ）である。スリーブ１１２Ｓは、例えばモーターによって駆動されて、磁石１１２Ｍの周りを回転方向ＲＣに回転する。

従って、図３に示すように、スリーブ１１２Ｓは回転方向ＲＣに回転しながら、キャリア粒子ＣＡを磁石１１２Ｍの磁力により引き付ける。その結果、キャリア粒子ＣＡによる磁気ブラシＢＲが現像ローラー１１２の表面に形成される。具体的には、複数の磁気ブラシＢＲが現像ローラー１１２の表面に形成される。複数の磁気ブラシＢＲの各々は複数のキャリア粒子ＣＡからなる。つまり、複数の磁気ブラシＢＲの各々は、現像ローラー１１２の表面に穂立ちしたキャリア粒子クラスターである。トナー粒子ＴＮはキャリア粒子ＣＡの表面に担持される。すなわち、トナー粒子ＴＮは磁気ブラシＢＲに担持された状態で現像ローラー１１２の表面に担持される。

図２に示すように、規制ブレード１１５は、現像ローラー１１２に対して所定間隔をおいて配置される。規制ブレード１１５は、現像ローラー１１２の表面に形成された磁気ブラシＢＲの長さを規制する。

現像ハウジング１１１は２成分現像剤を収容する。また、現像ハウジング１１１は、第１搬送部１３１と第２搬送部１３２とを含む。第１搬送部１３１では、２成分現像剤が現像ローラー１１２の軸方向の一端側から他端側に向かう第１搬送方向に搬送される。第２搬送部１３２では、現像ローラー１１２の軸方向の両端部において第１搬送部１３１に連通される。第２搬送部１３２では、第１搬送方向とは逆の第２搬送方向に２成分現像剤が搬送される。

具体的には、第２搬送部１３２は第２スクリューフィーダー１１４を含む。第２スクリューフィーダー１１４は、回転方向ＲＥに回転され、２成分現像剤を第２搬送方向に搬送する。第１搬送部１３１は第１スクリューフィーダー１１３を含む。第１スクリューフィーダー１１３は、回転方向ＲＤに回転され、２成分現像剤を第１搬送方向に搬送する。第１スクリューフィーダー１１３は、２成分現像剤を第１搬送方向に搬送しながら、現像ローラー１１２に２成分現像剤を供給する。

２成分現像剤に含まれるトナー粒子ＴＮは、第１搬送方向及び第２搬送方向に循環搬送される間に、２成分現像剤に含まれるキャリア粒子ＣＡとの間で摩擦帯電する。

引き続き、図２を参照して、画像形成装置１００の詳細を説明する。図２に示すように、画像形成装置１００は、電圧印加部２１、駆動部２３、及び操作表示部７０を更に備える。

図２に示すように、電圧印加部２１は、現像バイアスを現像ローラー１１２に印加する。現像バイアスとは、直流電圧に交流電圧が重畳されている電圧のことである。交流電圧は、例えばデューティー比が５０％となる矩形波である。具体的には、電圧印加部２１は、直流電源と交流電源とを有する。

駆動部２３は、感光体ドラム１０１、現像ローラー１１２、第１スクリューフィーダー１１３及び第２スクリューフィーダー１１４を回転駆動させる。駆動部２３は、例えば、モーターとギア機構とを有する。

操作表示部７０は、タッチパネルを備える。タッチパネルは、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のようなディスプレーを備え、種々の画像を表示する。また、タッチパネルは、タッチセンサーを更に備え、ユーザーの接触操作を検知する。

次に、図４を参照して、感光体ドラム１０１の構成について説明する。図４は、感光体ドラム１０１の構成の一例を示す平面図である。図４では、感光体ドラム１０１を、感光体ドラム１０１の回転軸線ＡＸに直交する方向から見ている。以下、感光体ドラム１０１を、回転軸線ＡＸに直交する方向から見ることを「平面視」と記載する場合がある。

図４に示すように、感光体ドラム１０１の表面は、第１領域ＥＡと複数の第２領域ＥＢとを有する。複数の第２領域ＥＢは、第２領域ＥＢＡと、第２領域ＥＢＢとを有する。第１領域ＥＡは、トナー像が最終的にシートＰに転写される領域を示す。複数の第２領域ＥＢの各々は、最終的にトナー像がシートＰに転写されない領域を示す。つまり、複数の第２領域ＥＢの各々は白紙部を示す。

第２領域ＥＢＡは、感光体ドラム１０１の周方向において第１領域ＥＡよりも感光体ドラム１０１の回転方向ＲＢの上流に位置する。また、第２領域ＥＢＢは、感光体ドラム１０１の周方向において第１領域ＥＡよりも感光体ドラム１０１の回転方向ＲＢの下流に位置する。

図２に示す帯電部１０２は、感光体ドラム１０１の表面を所定電位に帯電させる。従って、感光体ドラム１０１の第１領域ＥＡと複数の第２領域ＥＢとは所定電位に帯電している。

そして、図１に示す露光部１３は、感光体ドラム１０１の表面を露光する。露光部１３は、第１領域ＥＡにレーザー光を照射して、第１領域ＥＡを露光し、第１領域ＥＡに静電潜像ＧＡを形成する。露光部１３は、例えば、光源、ポリゴンミラー、反射ミラー及び偏向ミラーを有する。

次に、図５を参照して、感光体ドラム１０１の電位及び現像ローラー１１２の電位について説明する。図５は、感光体ドラム１０１の電位及び現像ローラー１１２の電位を示す図である。図５において、縦軸は感光体ドラム１０１の周面の電位を示し、横軸は感光体ドラム１０１の周面の周方向位置を示す。

図５に示すように、感光体ドラム１０１の第１領域ＥＡ及び複数の第２領域ＥＢは、帯電部１０２によって、所定電位Ｖ０（Ｖ）に帯電される。所定電位Ｖ０（Ｖ）に帯電された後、露光部１３によってレーザー光が第１領域ＥＡの所定領域に照射されると、感光体ドラム１０１の第１領域ＥＡに静電潜像ＧＡが形成され、静電潜像ＧＡの電位が電位Ｖ０から電位ＶＬ（Ｖ）に変化する。

一方、現像ローラー１１２の表面の現像バイアス電位は、電位Ｖｄｃである。電位ＶＬと電位Ｖｄｃとの電位差が、帯電したトナー粒子ＴＮを現像ローラー１１２から静電潜像ＧＡに移動させる電位差となる。具体的には、現像ローラー１１２に担持されたトナー粒子ＴＮは、電気的に引き付けられて、感光体ドラム１０１の静電潜像ＧＡに向かって飛翔する。その結果、感光体ドラム１０１の静電潜像ＧＡにトナー像ＴＩが形成される。

引き続き、図２を参照して、画像形成装置１００の詳細を説明する。図２に示すように、画像形成装置１００は、電流検知部２２、及び記憶部８０を更に備える。

電流検知部２２は、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる電流の電流値を検知する。そして、電流検知部２２は、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる電流の電流値を示す信号ＳＧ２を制御部２０に出力する。

図６を参照して、電流検知部２２で検知された電流値について説明する。図６は、電流検知部２２で検知された電流値を示すグラフである。図６において、縦軸は電流検知部２２で検知された電流値を示し、横軸は感光体ドラム１０１の周面の周方向位置を示す。

図６に示すように、電流検知部２２は、第１電流の電流値ＪＬと第２電流の電流値Ｊ０とを検知する。第１電流の電流値ＪＬは、静電潜像ＧＡが形成されているときの感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる電流値を示す。詳細には、第１電流の電流値ＪＬは、第１領域ＥＡと現像ローラー１１２とが対向したときに流れる電流の電流値を示す。例えば、正帯電したトナー粒子ＴＮが現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に飛翔するため、第１電流の電流値ＪＬは大きい。

一方、第２電流の電流値Ｊ０は、静電潜像ＧＡが形成されていない感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる電流値を示す。詳細には、第２電流の電流値Ｊ０は、第２領域ＥＢＡ又は第２領域ＥＢＢと現像ローラー１１２とが対向したときに流れる電流の電流値を示す。トナー粒子ＴＮが現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に飛翔しないので、第２電流の電流値Ｊ０は小さい。

図２に示すように、記憶部８０は、記憶装置を含み、基準値ＴＨ及びコンピュータープログラムを記憶する。具体的には、記憶部８０は、半導体メモリーのような主記憶装置、並びに、半導体メモリー及び／又はハードディスクドライブのような補助記憶装置を含む。

基準値ＴＨは、静電潜像ＧＡが形成されていない感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる基準電流の電流値であって、感光体ドラム１０１と現像部１１０のうちの少なくとも一方の調整後に電流検知部２２で検知された電流値を示す。具体的には、基準値ＴＨは、第２領域ＥＢＡ又は第２領域ＥＢＢと現像ローラー１１２とが対向したときに流れる電流の電流値であって、調整後の画像形成部１１の状態で検知される電流値を示す。

その結果、調整時のようにトナー粒子ＴＮが現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に飛翔しなければ、第２電流の電流値Ｊ０は基準値ＴＨとなる。しかし、図６に示すように、日数が経過しトナーかぶり又はトナー粒子ＴＮの飛散が発生し所定数のトナー粒子ＴＮが現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に飛翔すると、第２電流の電流値Ｊ０は基準値ＴＨより大きくなる。

図２に示すように、制御部２０は、バイアス制御部２０ａ、駆動制御部２０ｂ、算出部２０ｃ及び評価部２０ｄを含む。具体的には、制御部２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを含む。そして、制御部２０のプロセッサーは、記憶部８０の記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって、バイアス制御部２０ａ、駆動制御部２０ｂ、算出部２０ｃ及び評価部２０ｄとして機能する。

バイアス制御部２０ａは、電圧印加部２１を制御して、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に電位差を付与する。具体的には、バイアス制御部２０ａは、電圧印加部２１が現像バイアスを現像ローラー１１２に印加するように、電圧印加部２１を制御する。

駆動制御部２０ｂは、駆動部２３を制御して、感光体ドラム１０１、現像ローラー１１２、第１スクリューフィーダー１１３及び第２スクリューフィーダー１１４を回転駆動させる。例えば、駆動制御部２０ｂは、感光体ドラム１０１が所定線速で回転するように駆動部２３を制御する。線速は、感光体ドラム１０１の周面の接線方向の速度を示す。

算出部２０ｃは、トナー像ＴＩを形成しているトナーの量Ｍと、第１電流の電流値ＪＬとに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出する。具体的には、算出部２０ｃは、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１２ａに転写されたトナー像の濃度を示す信号ＳＧ１を、濃度センサー１０４から受信する。そして、算出部２０ｃは、信号ＳＧ１によって示されるトナー像の濃度に基づいて、トナー像ＴＩを形成しているトナーの量Ｍを算出する。トナーの量Ｍは、トナー像を形成しているトナーの質量を示す。

更に、算出部２０ｃは、第１電流の電流値ＪＬを示す信号ＳＧ２を、電流検知部２２から受信する。そして、算出部２０ｃは、信号ＳＧ２によって示される第１電流の電流値ＪＬに基づいて、トナー像ＴＩを形成しているトナーの電荷量Ｑを算出する。

更に、算出部２０ｃは、トナーの量Ｍとトナーの電荷量Ｑとに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出する。具体的には、トナーの帯電量ＱＰＭは、ＱＰＭ＝Ｑ／Ｍ、によって表される。従って、トナーの帯電量ＱＰＭは、単位質量当たりのトナーの電荷量を示す。なお、第１トナー像ＴＩにおけるトナーの量Ｍ１とトナーの電荷量Ｑ１とを算出し、第２トナー像ＴＩにおけるトナーの量Ｍ２とトナーの電荷量Ｑ２とを算出した場合には、トナーの帯電量ＱＰＭは、ＱＰＭ＝（Ｑ１−Ｑ２）／（Ｍ１−Ｍ２）、によって表されてもよい。第１トナー像ＴＩと第２トナー像ＴＩとは、互いにトナーの量Ｍが異なるトナー像である。また、算出部２０ｃは、トナー像ＴＩを形成しているトナーの量Ｍと、第１電流の電流値ＪＬと第２電流の電流値Ｊ０とに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出してもよい。

評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの比較結果に基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性を評価する。基準値ＴＨは、感光体ドラム１０１と現像部１１０とのうちの少なくとも一方の調整後に電流検知部２２で検知された電流値を示す。一方、第２電流の電流値Ｊ０は、評価実行時に電流検知部２２で検知された電流値を示す。評価実行時の画像形成部１１の状態が調整後の画像形成部１１の状態と略同一の状態である場合には、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとは略同一となる。しかし、評価実行時の画像形成部１１の状態が調整後の画像形成部１１の状態と異なる状態である場合には、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとは異なる。

従って、実施形態１によれば、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの比較結果に基づいて、算出部２０ｃで算出された帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性を評価できる。例えば、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が大きい場合には、評価実行時の画像形成部１１の状態が調整後の画像形成部１１の状態より性能低下した状態であると判定する。評価実行時の画像形成部１１の状態が性能低下し、トナーかぶり又はトナー粒子ＴＮの飛散が発生しているので、算出部２０ｃで算出された帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性は低いと評価部２０ｄは評価できる。

一方、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が小さい場合には、評価実行時の画像形成部１１の状態が調整後の画像形成部１１の状態と略同一の状態であると判定する。その結果、算出部２０ｃで算出された帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性は高いと評価部２０ｄは評価できる。よって、実施形態１によれば、算出部２０ｃで算出された帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性をユーザーは認識できる。特に、帯電量ＱＰＭの算出結果が正しいか否かをユーザーは認識できる。

次に、図７を参照して、実施形態１に係る制御部２０の処理の一例について説明する。図７は、制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。実施形態１に係る制御部２０の処理は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３を含む。図７に示すフローチャートの処理は、感光体ドラム１０１と現像部１１０のうちの少なくとも一方の調整後に実行される。感光体ドラム１０１と現像部１１０のうちの少なくとも一方の調整とは、例えば、感光体ドラム１０１のリフレッシュ動作と、現像部１１０のリフレッシュ動作と、現像ローラー１１２の交換と、感光体ドラム１０１の交換と、キャリア粒子ＣＡの交換とのうちの少なくとも一つである。

まず、ステップＳ１０１において、バイアス制御部２０ａは、電圧印加部２１が現像バイアスを現像ローラー１１２に印加するように電圧印加部２１を制御する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。

次に、ステップＳ１０２において、電流検知部２２は、第２電流の電流値Ｊ０を検知する。そして、処理はステップＳ１０３に進む。

最後に、ステップＳ１０３において、記憶部８０は、第２電流の電流値Ｊ０を基準値ＴＨとして記憶して、処理が終了する。

続けて、図８を参照して、実施形態１に係る制御部２０の処理の他の一例について説明する。図８は、制御部２０の処理の他の一例を示すフローチャートである。実施形態１に係る制御部２０の処理は、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６を含む。図８に示すフローチャートの処理は、評価実行時に実行される。

まず、ステップＳ２０１において、バイアス制御部２０ａは、電圧印加部２１が現像バイアスを現像ローラー１１２に印加するように電圧印加部２１を制御する。そして、処理はステップＳ２０２に進む。

次に、ステップＳ２０２において、露光部１３は、第１領域ＥＡにレーザー光を照射して、第１領域ＥＡを露光し、第１領域ＥＡに静電潜像ＧＡを形成する。そして、処理はステップＳ２０３に進む。

次に、ステップＳ２０３において、現像部１１０は、感光体ドラム１０１に形成された静電潜像ＧＡをトナーによって現像して、感光体ドラム１０１にトナー像ＴＩを形成する。電流検知部２２は、第１電流の電流値ＪＬを検知する。そして、処理はステップＳ２０４に進む。

次に、ステップＳ２０４において、電流検知部２２は、第２電流の電流値Ｊ０を検知する。そして、処理はステップＳ２０５に進む。

次に、ステップＳ２０５において、算出部２０ｃは、トナー像ＴＩに形成されたトナーの量Ｍと、第１電流の電流値ＪＬとに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出する。そして、処理はステップＳ２０６に進む。

最後に、ステップＳ２０６において、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの比較結果に基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性を評価して、処理が終了する。

［実施形態２］
次に、図９及び図１０を参照して、実施形態２に係る画像形成装置１００について説明する。実施形態２では、記憶部８０は、複数の基準値ＴＨ及び所定値を記憶する点で第１実施形態と相違する。

駆動制御部２０ｂは、駆動部２３を制御して、感光体ドラム１０１、現像ローラー１１２、第１スクリューフィーダー１１３及び第２スクリューフィーダー１１４を回転駆動させる。例えば、感光体ドラム１０１の周面の接線方向の速度が複数の線速となるように、駆動制御部２０ｂは駆動部２３を制御する。複数の線速は、互いに異なる。

記憶部８０は、複数の基準値ＴＨを記憶している。複数の基準値ＴＨは、互いに異なる複数の線速にそれぞれ対応する。複数の基準値ＴＨの各々は、静電潜像ＧＡが形成されていない感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる基準電流の電流値であって、感光体ドラム１０１と現像部１１０のうちの少なくとも一方の調整後に電流検知部２２で検知された電流値を示す。

また、記憶部８０は、所定値を記憶している。所定値は、評価実行時の画像形成部１１の状態が調整後の画像形成部１１の状態と異なる状態であるか否かを判定するための値である。例えば、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差を算出する。第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が所定値以上である場合に、評価実行時の画像形成部１１の状態が調整後の画像形成部１１の状態と異なる状態であると評価部２０ｄは判定する。一方、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が所定値未満である場合に、評価実行時の画像形成部１１の状態が調整後の画像形成部１１の状態と略同一の状態であると評価部２０ｄは判定する。すなわち、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が所定値以上であるか否かに応じて、評価実行時の画像形成部１１の状態を評価する。

評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が所定値以上であるか否かに応じて、算出結果の信頼性を評価する。具体的には、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が所定値未満である場合に、評価実行時の画像形成部１１の状態が調整後の画像形成部１１の状態と略同一の状態であるため、算出部２０ｃで算出された帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性は高いと評価できる。一方、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が所定値以上である場合に、評価実行時の画像形成部１１の状態が調整後の画像形成部１１の状態と異なる状態であるため、算出部２０ｃで算出された帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性は低いと評価できる。

また、所定線速で検知された第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が所定値以上である場合に、評価部２０ｄは、所定線速と異なる線速で検知された第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとを比較する。例えば、評価部２０ｄは、帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性は低いと評価したため、駆動制御部２０ｂは、所定線速と異なる線速となるように駆動部２３を制御する。電流検知部２２は、所定線速と異なる線速で第２電流の電流値Ｊ０を検知する。評価部２０ｄは、所定線速と異なる線速で検知された第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとを比較する。

その結果、例えば、所定線速と異なる線速で検知された第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差も所定値以上である場合には、異なる線速で検知しても、高い信頼性の算出結果を得ることができないと、ユーザーは認識できる。よって、感光体ドラム１０１と現像部１１０のうちの少なくとも一方の調整を、ユーザーは実行する。一方、所定線速と異なる線速で検知された第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差が所定値未満である場合には、所定線速と異なる線速で高い信頼性の算出結果を得ることができると、ユーザーは認識できる。

次に、図９を参照して、実施形態２に係る制御部２０の処理の一例について説明する。図９は、制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。実施形態２に係る制御部２０の処理は、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０９を含む。なお、図９におけるステップＳ３０２〜Ｓ３０６は、図８を参照して上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０５と同様である。従って、図９は、ステップＳ３０１及びＳ３０７〜Ｓ３０９が追加されている点で図８とは異なる。冗長を避けるために、重複する記載を省略する。

まず、ステップＳ３０１において、駆動制御部２０ｂは、所定線速となるように駆動部２３を制御する。そして、ステップＳ３０２〜Ｓ３０６で処理が実行された後、処理がステップＳ３０７に進む。

次に、ステップＳ３０７において、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの差を算出する。そして、処理はステップＳ３０８に進む。

次に、ステップＳ３０８において、評価部２０ｄが、差が所定値以上であるか否かを判定する。差が所定値以上であると評価部２０ｄが判定した場合（ステップＳ３０８でＹＥＳ）には、処理がステップＳ３０９に進む。

次に、ステップＳ３０９において、駆動制御部２０ｂは、所定線速と異なる線速となるように駆動部２３を制御する。そして、処理が、ステップＳ３０３に戻る。

一方、ステップＳ３０８でＮＯの場合には、処理が終了する。

［実施形態３］
次に、図１０を参照して、実施形態３に係る画像形成装置１００について説明する。実施形態３では、算出部２０ｃで帯電量ＱＰＭを算出する際に、電圧印加部２１は複数の現像バイアスを印加する点で第２実施形態と相違する。

記憶部８０は、基準値ＴＨを記憶している。基準値ＴＨは、現像バイアスの電圧値の変化量に対する基準電流の電流値の変化量を示す。

バイアス制御部２０ａは、電圧印加部２１を制御して、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に電位差を設ける。例えば、算出部２０ｃで帯電量ＱＰＭを算出する際に、電圧印加部２１が複数の現像バイアスを現像ローラー１１２に印加するように、バイアス制御部２０ａは電圧印加部２１を制御する。複数の現像バイアスは、互いに異なる。

電流検知部２２は、複数の現像バイアスごとに第１電流の電流値ＪＬと第２電流の電流値Ｊ０とを検知する。

算出部２０ｃは、複数の現像バイアスごとにトナー像ＴＩに形成されたトナーの量Ｍと、複数の現像バイアスごとに検知された第１電流の電流値ＪＬとに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭに関する情報を算出する。

評価部２０ｄは、現像バイアスの電圧値の変化量に対する第２電流の電流値Ｊ０の変化量と、基準値ＴＨとの比較結果に基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭに関する情報の信頼性を評価する。

従って、実施形態３によれば、現像バイアスの電圧値の変化量に対する第２電流の電流値Ｊ０の変化量と、基準値ＴＨとを比較するため、トナーの帯電量ＱＰＭに関する情報の信頼性を評価できる。

制御部２０は、報知部２０ｅを更に含む。報知部２０ｅは、複数の線速のうちの所定線速と異なる線速に変更することを報知する。

従って、実施形態３によれば、評価部２０ｄは、所定線速で算出された帯電量ＱＰＭに関する情報の信頼性がないと評価した場合に、報知部２０ｅは、所定線速と異なる線速に変更することを報知する。その結果、所定線速と異なる線速で算出結果を得ることを、ユーザーは認識できる。

次に、図１０を参照して、実施形態３に係る制御部２０の処理について説明する。図１０は、制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。実施形態３に係る制御部２０の処理は、ステップＳ４０１〜ステップＳ４１２を含む。なお、図１０におけるステップＳ４０４〜Ｓ４０６は、図９を参照して上述したステップＳ３０３〜Ｓ３０５と同様である。従って、図１０は、ステップＳ４０１〜Ｓ４０３及びＳ４０７〜Ｓ４１２が追加されている点で図９とは異なる。冗長を避けるために、重複する記載を省略する。

まず、ステップＳ４０１において、駆動制御部２０ｂは、所定線速となるように駆動部２３を制御する。そして、処理はステップＳ４０２に進む。

次に、ステップＳ４０２において、バイアス制御部２０ａは、現像ローラー１１２に印加する現像バイアスの種類ｎを種類０に決定する。そして、処理はステップＳ４０３に進む。

次に、ステップＳ４０３において、電圧印加部２１が第ｎ現像バイアスを現像ローラー１１２に印加するように、バイアス制御部２０ａは電圧印加部２１を制御する。そして、ステップＳ４０４〜Ｓ４０６で処理が実行された後、処理がステップＳ４０７に進む。

次に、ステップＳ４０７において、種類ｎが種類Ｎであるか否かを、バイアス制御部２０ａは判定する。種類ｎが種類Ｎでないとバイアス制御部２０ａが判定した場合（ステップＳ４０７でＮＯ）には、処理がステップＳ４０８に進む。

次に、ステップＳ４０８において、バイアス制御部２０ａは、現像ローラー１１２に印加する現像バイアスの種類ｎを種類（ｎ＋１）に更新する。そして、処理がステップＳ４０３に戻る。

一方、種類ｎが種類Ｎであるとバイアス制御部２０ａが判定した場合（ステップＳ４０７でＹＥＳ）には、処理がステップＳ４０９に進む。

次に、ステップＳ４０９において、算出部２０ｃは、複数の現像バイアスごとにトナー像ＴＩに形成されたトナーの量Ｍと、複数の現像バイアスごとに検知された第１電流の電流値ＪＬとに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭに関する情報を算出する。そして、処理がステップＳ４１０に進む。

次に、ステップＳ４１０において、評価部２０ｄは、現像バイアスの電圧値の変化量に対する第２電流の電流値Ｊ０の変化量と、基準値ＴＨとの差を算出する。そして、処理はステップＳ４１１に進む。

次に、ステップＳ４１１において、差が所定値以上であるか否かを、評価部２０ｄが判定する。差が所定値以上であると評価部２０ｄが判定した場合（ステップＳ４１１でＹＥＳ）には、処理はステップＳ４１２に進む。

次に、ステップＳ４１２において、報知部２０ｅは、複数の線速のうちの所定線速と異なる線速に変更することを報知する。そして、ステップＳ４１２の処理が終了した場合と、ステップＳ４１１でＮＯの場合とには、処理が終了する。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（１）図１〜図１０を参照して説明したように、本発明の実施形態では、画像形成装置１００がカラー複合機であるが、本発明はこれに限定されない。画像形成装置がシートＰに画像を形成すればよい。画像形成装置が、例えば、カラープリンターでもよい。また、画像形成装置が、例えば、モノクロ複写機でもよい。

（２）図１〜図１０を参照して説明したように、評価部２０ｄは、第２電流の電流値Ｊ０と基準値ＴＨとの比較結果に基づいて評価するが、第２電流の電流値Ｊ０に対応する電圧値と基準値ＴＨとの比較結果に基づいて評価してもよい。

図１１を参照して、電流検知部２２で出力された電圧値について説明する。図１１は、電流検知部２２から出力された電圧値を示すグラフである。図１１において、縦軸は電流検知部２２から出力された電圧値を示し、横軸は感光体ドラム１０１の周面の周方向位置を示す。図１１に示すように、電流検知部２２は、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる電流の電流値を検知する。そして、電流検知部２２は、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる電流に対応する電圧値を示す信号ＳＧ２を制御部２０に出力する。具体的には、電流検知部２２は、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる電流の電流値が小さくなればなるほど、大きな電圧値を出力する。

従って、本実施形態によれば、評価部２０ｄは、電圧値と基準値ＴＨとの比較結果に基づいて、算出部２０ｃで算出された帯電量ＱＰＭの算出結果の信頼性を評価できる。

本発明は、画像形成装置に利用可能である。

１０ 画像形成ユニット
１１ 画像形成部
１３ 露光部
２０ 制御部
２０ａ バイアス制御部
２０ｂ 駆動制御部
２０ｃ 算出部
２０ｄ 評価部
２０ｅ 報知部
２１ 電圧印加部
２２ 電流検知部
２３ 駆動部
８０ 記憶部
１００ 画像形成装置
１０１ 感光体ドラム
１０２ 帯電部
１０４ 濃度センサー
１１０ 現像部
１１２ 現像ローラー
ＣＡ キャリア粒子
ＥＡ 第１領域
ＥＢ 第２領域
ＧＡ 静電潜像
Ｊ０ 電流値
ＪＬ 電流値
Ｑ 電荷量
ＱＰＭ 帯電量
ＴＨ 基準値
ＴＩ トナー像
ＴＮ トナー粒子

Claims (6)

1. 感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーによって現像して、前記感光体ドラムにトナー像を形成する現像部と、
   前記現像部に現像バイアスを印加する電圧印加部と、
   前記静電潜像が形成されているときの前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる第１電流の電流値と、前記静電潜像が形成されていない前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる第２電流の電流値とを検知する検知部と、
   前記トナー像に形成された前記トナーの量と、前記第１電流の電流値とに基づいて、前記トナーの帯電量を算出する算出部と、
   前記第２電流の電流値と基準値との比較結果に基づいて、前記トナーの帯電量の算出結果の信頼性を評価する評価部と
   を備え、
   前記基準値は、前記静電潜像が形成されていない前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる基準電流の電流値であって、前記感光体ドラムと前記現像部とのうちの少なくとも一方の調整後に前記検知部で検知された前記電流値を示す、画像形成装置。
2. 前記算出部は、前記トナー像に形成された前記トナーの量と、前記第１電流の電流値と、前記第２電流の電流値とに基づいて、前記トナーの帯電量を算出し、
   前記評価部は、前記第２電流の電流値と前記基準値との比較結果に基づいて、前記トナーの帯電量の算出結果の信頼性を評価する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記評価部は、前記第２電流の電流値と前記基準値との差が所定値以上であるか否かに応じて、前記算出結果の信頼性を評価する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 互いに異なる複数の線速にそれぞれ対応する複数の前記基準値を記憶する記憶部を更に備え、
   前記検知部は、前記複数の線速のうちの所定線速で前記第２電流の電流値を検知し、
   前記第２電流の電流値と、前記所定線速に対応する前記基準値との差が前記所定値以上であると前記評価部が判定した場合に、前記検知部は、前記複数の線速のうちの前記所定線速と異なる線速で前記第２電流の電流値を検知し、
   前記評価部は、前記第２電流の電流値と、前記複数の線速のうちの前記所定線速と異なる前記線速に対応する前記基準値とを比較する、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 互いに異なる複数の線速にそれぞれ対応する複数の前記基準値を記憶する記憶部と、
   報知部と
   を更に備え、
   前記検知部は、前記複数の線速のうちの所定線速で前記第２電流の電流値を検知し、
   前記第２電流の電流値と、前記所定線速に対応する前記基準値との差が前記所定値以上であると前記評価部が判定した場合に、前記報知部は、前記複数の線速のうちの前記所定線速と異なる線速に変更することを報知する、請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記電圧印加部は、互いに異なる複数の前記現像バイアスを印加し、
   前記検知部は、前記複数の現像バイアスごとに前記第２電流の電流値を検知し、
   前記評価部は、前記現像バイアスの電圧値の変化量に対する前記第２電流の電流値の変化量と、前記基準値との比較結果に基づいて、前記トナーの帯電量の算出結果の信頼性を評価する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images