JP2020134768A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの帯電量を精度よく算出できるか否かを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１００は、感光体ドラムと、現像部と、電流検知部２２と、予測部２０ａとを備える。感光体ドラムには、複数の静電潜像が形成される。現像部は、トナーによって複数の静電潜像を現像して、複数の第１トナー像を感光体ドラムに形成する。電流検知部２２は、複数の第１トナー像ごとに、トナーが移動することによって感光体ドラムと現像部との間に流れる電流を検知する。予測部２０ａは、複数の第１トナー像のそれぞれに対して検知された複数の電流の電流値の比較結果に基づいて、感光体ドラムに形成される第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測する。【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。

特許文献１に記載の画像形成装置は、電流検知手段と、フォトセンサーと、調整手段とを備える。電流検知手段は、感光体ドラム上に形成された潜像を現像してトナー像を作像するときに電圧印加手段から出力される現像電流を検知する。フォトセンサーは、感光体ドラム上に形成されたトナー像のトナー付着量を検知する。調整手段は、トナー付着量と現像電流とに基づいてトナー像の単位重量当たりの電荷量を算出する。トナー像の単位重量当たりの電荷量は、トナーの帯電量に相当する。そして、調整手段は、トナーの帯電量に基づいて感光体ドラム上における作像条件を調整する。

特開２００５−１８９７９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、トナー付着量にむらが発生すると、トナーの帯電量を正確に算出できなかった。換言すれば、トナー像にむらが発生すると、トナーの帯電量を正確に算出できていないことがあった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナーの帯電量を精度よく算出できるか否かを認識できる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、現像部と、電流検知部と、予測部とを備える。前記感光体ドラムには、複数の静電潜像が形成される。前記現像部は、トナーによって前記複数の静電潜像を現像して、複数の第１トナー像を前記感光体ドラムに形成する。前記電流検知部は、前記複数の第１トナー像ごとに、前記トナーが移動することによって前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる電流を検知する。前記予測部は、前記複数の第１トナー像のそれぞれに対して検知された複数の前記電流の電流値の比較結果に基づいて、前記感光体ドラムに形成される第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測する。

本発明に係る画像形成方法は、感光体ドラムに複数の静電潜像が形成されるステップと、複数の第１トナー像を感光体ドラムに形成するステップと、電流を検知するステップと、第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測するステップとを含む。前記複数の第１トナー像を感光体ドラムに形成するステップは、トナーによって前記複数の静電潜像を現像して、複数の第１トナー像を前記感光体ドラムに形成する。前記電流を検知するステップは、前記複数の第１トナー像ごとに、前記トナーが移動することによって前記感光体ドラムと現像部との間に流れる電流を検知する。前記第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測するステップは、前記複数の第１トナー像のそれぞれに対して検知された複数の前記電流の電流値の比較結果に基づいて、前記感光体ドラムに形成される第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測する。

本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、トナーの帯電量を精度よく算出できるか否かを認識できる。

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の電流値を示すグラフである。 実施形態１に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 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２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。

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、記憶部８０、及び濃度センサー１０４を備える。濃度センサー１０４は、濃度検知部の一例である。

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。シートＰは、例えば、普通紙、コピー紙、再生紙、薄紙、厚紙、光沢紙、又はＯＨＰ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）である。

画像形成ユニット１０は、シートＰにトナー像を転写する。定着部５０は、シートＰを加熱、及び加圧し、シートＰに転写されたトナー像をシート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、排出部６０、及び濃度センサー１０４を制御する。

記憶部８０は、記憶装置を含み、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。

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、複数の感光体ドラム１０１の各々にレーザー光を照射する。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と従動ローラー１２ｃとを備える。中間転写ベルト１２ａは、駆動ローラー１２ｂ、及び従動ローラー１２ｃに張架される。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。

濃度センサー１０４は、複数の感光体ドラム１０１よりも下流側に配置される。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知する。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、トナー像の厚みに基づいて算出される。実施形態１では、濃度センサー１０４は、トナー像の厚みＨＴを検知する。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、トナー像の厚みＨＴを検知する。更に詳細には、濃度センサー１０４は、下記式（１）を用いてトナー像の厚みＨＴを検知する。
（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検知信号ＳＧ１を制御部２０に出力する。

次に、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に示すように、露光部１３は、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、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と連通する。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、例えば、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、画像形成部１１の詳細を説明する。図２に示すように、画像形成部１１は、電圧印加部２１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。

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。

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、レーザー光を照射して、露光し、複数の静電潜像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、複数の領域を有する。例えば、感光体ドラム１０１の表面は、ＭＭ行ＮＮ列の領域を有する。複数の領域の各々は、所定面積を有する。

感光体ドラム１０１の表面には、複数の静電潜像ＧＡが形成されている。複数の静電潜像ＧＡは、第１静電潜像ＧＡＡと、第２静電潜像ＧＡＢと、第３静電潜像ＧＡＣと、第４静電潜像ＧＡＤと、第５静電潜像ＧＡＥとを有する。

複数の静電潜像ＧＡの各々の位置は、感光体ドラム１０１の周方向及び軸方向において互いに異なる。具体的には、第１静電潜像ＧＡＡは、Ｍ１行Ｎ１列の領域に形成されている。第２静電潜像ＧＡＢは、Ｍ２行Ｎ２列の領域に形成されている。第３静電潜像ＧＡＣは、Ｍ３行Ｎ３列の領域に形成されている。第４静電潜像ＧＡＤは、Ｍ４行Ｎ４列の領域に形成されている。第５静電潜像ＧＡＥは、Ｍ５行Ｎ５列の領域に形成されている。

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の表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の表面は、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所定領域に照射されると、感光体ドラム１０１の表面に複数の静電潜像ＧＡが形成され、複数の静電潜像ＧＡの各々の電位が電位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ＧＡＣ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ＧＡＣに第１トナー像が形成される。同様に、複数の静電潜像ＧＡの各々に第１トナー像が形成される。第１トナー像は、例えば、所定面積を有する。

引き続き、図２を参照して、画像形成部１１の詳細を説明する。図２に示すように、画像形成部１１は、電流検知部２２を更に備える。

電流検知部２２は、複数の第１トナー像ごとに、トナーが移動することによって感光体ドラム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検知信号ＳＧ２を制御部２０に出力する。

図６を参照して、電流検知部２２で検知された電流の電流値について説明する。図６は、電流検知部２２で検知された電流の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で検知された電流の電流値を示し、横軸は感光体ドラム１０１の表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、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間に流れる電流を検知する。詳細には、まず、電流検知部２２は、第１静電潜像ＧＡＡと現像ローラー１１２とが対向したときに流れる電流を検知する。例えば、正帯電したトナー粒子ＴＮが現像ローラー１１２から第１静電潜像ＧＡＡに飛翔した量に対応した電流値の電流が流れる。

次に、電流検知部２２は、第２静電潜像ＧＡＢと現像ローラー１１２とが対向したときに流れる電流を検知する。例えば、正帯電したトナー粒子ＴＮが現像ローラー１１２から第２静電潜像ＧＡＢに飛翔した量に対応した電流値の電流が流れる。

更に、電流検知部２２は、第３静電潜像ＧＡＣと現像ローラー１１２とが対向したときに流れる電流と、第４静電潜像ＧＡＤと現像ローラー１１２とが対向したときに流れる電流と、第５静電潜像ＧＡＥと現像ローラー１１２とが対向したときに流れる電流とを検知する。

図７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７は、画像形成装置１００の構成を示すブロック図である。図７に示すように、制御部２０は、予測部２０ａ、露光制御部２０ｂ、及び算出部２０ｃ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、予測部２０ａ、露光制御部２０ｂ、及び算出部２０ｃとして機能する。

予測部２０ａは、複数の第１トナー像のそれぞれに対して検知された複数の電流の電流値の比較結果に基づいて、感光体ドラム１０１に形成される第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測する。第２トナー像は、例えば、トナーの帯電量を算出するときに形成される。第２トナー像は、所定面積より大きい面積を有し、トナーの帯電量を精度よく算出する点で、感光体ドラム１０１の表面の周方向において端から端まで形成されることが好ましい。具体的には、予測部２０ａは、複数の第１トナー像の各々に対して検知された複数の電流の電流値を示す検知信号ＳＧ２を、電流検知部２２から受信する。そして、予測部２０ａは、複数の電流の電流値を比較する。例えば、第１静電潜像ＧＡＡの面積と第２静電潜像ＧＡＢの面積とが同じ所定面積である場合に、電流値が同じであれば、第２トナー像に濃度むらが発生しないと予測部２０ａは予測する。一方、電流値が同じでなければ、第２トナー像に濃度むらが発生すると予測部２０ａは予測する。従って、実施形態１に係る画像形成装置１００によれば、第２トナー像に濃度むらが発生しないと予測されたときに、ユーザーは、トナーの帯電量を精度よく算出できると認識できる。一方、第２トナー像に濃度むらが発生すると予測されたときに、ユーザーは、トナーの帯電量を精度よく算出できないと認識できる。

詳細には、感光体ドラム１０１には、所定面積を有する複数の静電潜像ＧＡが形成された場合に、予測部２０ａは、複数の電流の電流値が同一であるか否かを比較して、比較結果を作成する。具体的には、複数の第１トナー像の各々は、所定量のトナーによって形成されたときには、複数の電流の電流値の各々は同じであることを示す比較結果を予測部２０ａは作成する。その結果、第２トナー像に濃度むらが発生しないと予測部２０ａは予測する。一方、所定量のトナーによって形成されない第１トナー像が存在するときには、複数の電流の電流値のうち、異なる電流の電流値が存在することを示す比較結果を予測部２０ａは作成する。その結果、第２トナー像に濃度むらが発生すると予測部２０ａは予測する。従って、実施形態１に係る画像形成装置１００によれば、簡単な計算で、比較結果を作成できる。

更に詳細には、予測部２０ａは、感光体ドラム１０１の軸方向に沿って、第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測する。具体的には、複数の静電潜像の各々の位置は、感光体ドラム１０１の周方向及び軸方向において互いに異なる。一般的に、感光体ドラム１０１の周方向に沿って、第２トナー像に濃度むらが発生する可能性は低い。従って、複数の電流の電流値のうち、異なる電流の電流値が存在することを示す比較結果を作成したときには、感光体ドラム１０１の軸方向に沿って、第２トナー像に濃度むらが発生すると予測部２０ａは予測できる。

露光制御部２０ｂは、予測部２０ａが第２トナー像に濃度むらが発生すると予測した場合に、感光体ドラム１０１の複数の領域ごとに、露光部１３から照射する光の光量又は強度を制御する。例えば、第２トナー像を形成する際に、露光制御部２０ｂは光の光量又は強度を制御する。

具体的には、第２トナー像の濃度が薄くなる領域には、露光部１３から照射するレーザー光の光量を多くする。従って、実施形態１によれば、第２トナー像に濃度むらが発生すると予測部２０ａが予測したときにも、感光体ドラム１０１に濃度むらがない第２トナー像を形成できる。

算出部２０ｃは、第２トナー像を形成しているトナーの量Ｍと、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に転写された第２トナー像の濃度を示す検知信号ＳＧ１を、濃度センサー１０４から受信する。そして、算出部２０ｃは、検知信号ＳＧ１によって示される第２トナー像の濃度に基づいて、第２トナー像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、第２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、電流の電流値ＪＬを示す検知信号ＳＧ２を、電流検知部２２から受信する。そして、算出部２０ｃは、検知信号ＳＧ２によって示される電流の電流値ＪＬに基づいて、第２トナー像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。

従って、算出部２０ｃは、濃度むらがない第２トナー像の濃度と、電流の電流値とに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出する。その結果、トナーの帯電量ＱＰＭを精度よく算出できる。

次に、図８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８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Ｓ１１０を含む。図８に示すフローチャートの処理は、予測部２０ａは、感光体ドラム１０１に形成される第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測する際に実行される。

まず、ステップＳ１０１において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＭｍ行Ｎｎ列の領域の位置を、Ｍ１行Ｎ１列の領域の位置に決定する。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、露光制御部２０ｂは、露光部１３からＭｍ行Ｎｎ列の領域に所定量のレーザー光を照射させて、Ｍｍ行Ｎｎ列の領域に静電潜像ＧＡを形成させる。そして、処理はステップＳ１０３に進む。

次に、ステップＳ１０３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に第１トナー像を形成する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。

次に、ステップＳ１０４において、電流検知部２２は、電流を検知する。そして、処理はステップＳ１０５に進む。

次に、ステップＳ１０５において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＮｎ列の領域の位置が、ＮＮ列の領域の位置であるか否かを、露光制御部２０ｂは判定する。ＮＮ列の領域の位置でないと露光制御部２０ｂが判定した場合（ステップＳ１０５でＮＯ）には、処理がステップＳ１０６に進む。一方、ＮＮ列の領域の位置であると露光制御部２０ｂが判定した場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０５でＮＯである場合に、ステップＳ１０６において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＭｍ行Ｎｎ列の領域の位置をＭ（ｍ＋１）行Ｎ（ｎ＋１）列の領域の位置に更新する。そして、処理がステップＳ１０２に戻る。

ステップＳ１０５でＹＥＳである場合に、ステップＳ１０７において、予測部２０ａは、複数のトナー像のそれぞれに対して検知された複数の電流の電流値を比較する。そして、処理はステップＳ１０８に進む。

次に、ステップＳ１０８において、複数の電流の電流値の全てが、同一であるか否かを、予測部２０ａは判定する。同一であると予測部２０ａが判定した場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０９に進む。一方、同一でないと予測部２０ａが判定した場合（ステップＳ１０８でＮＯ）には、処理がステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０８でＹＥＳである場合に、ステップＳ１０９において、予測部２０ａは、感光体ドラム１０１に形成される第２トナー像に濃度むらが発生しないと予測して、処理が終了する。

ステップＳ１０８でＮＯである場合に、ステップＳ１１０において、予測部２０ａは、感光体ドラム１０１に形成される第２トナー像に濃度むらが発生すると予測して、処理が終了する。

次に、図９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９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Ｓ２０９を含む。図９に示すフローチャートの処理は、算出部２０ｃが第２トナーの帯電量ＱＰＭを算出する際に実行される。

まず、ステップＳ２０１において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＭｍ行Ｎｎ列の領域の位置を、Ｍ１行Ｎ１列の領域の位置に決定する。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、露光制御部２０ｂは、比較結果に基づいて濃度むらに対応する光量のレーザー光をＭｍ行Ｎｎ列に照射させて、Ｍｍ行Ｎｎ列の領域に静電潜像ＧＡを形成させる。そして、処理はステップＳ２０５に進む。

次に、ステップＳ２０３において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＮｎ列の領域の位置が、ＮＮ列の領域の位置であるか否かを、露光制御部２０ｂは判定する。ＮＮ列の領域の位置でないと露光制御部２０ｂが判定した場合（ステップＳ２０３でＮＯ）には、処理がステップＳ２０４に進む。一方、ＮＮ列の領域の位置であると露光制御部２０ｂが判定した場合（ステップＳ２０３でＹＥＳ）には、処理がステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０３でＮＯである場合に、ステップＳ２０４において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＮｎ列の領域の位置をＮ（ｎ＋１）列の領域の位置に更新する。そして、処理がステップＳ２０２に戻る。

ステップＳ２０３でＹＥＳである場合に、ステップＳ２０５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に第２トナー像を形成する。そして、処理はステップＳ２０６に進む。

次に、ステップＳ２０６において、電流検知部２２は、電流を検知する。そして、処理はステップＳ２０７に進む。

次に、ステップＳ２０７において、画像形成部１１は、中間転写ベルト１２ａ上に、第２トナー像を転写する。そして、処理はステップＳ２０８に進む。

次に、ステップＳ２０８において、濃度センサー１０４は、中間転写ベルト１２ａ上に形成された第２トナー像の濃度を検知する。そして、処理はステップＳ２０９に進む。

次に、ステップＳ２０９において、算出部２０ｃは、第２トナー像を形成しているトナーの量Ｍと、電流の電流値とに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出して、処理が終了する。

［実施形態２］
次に、図１０〜図１２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、感光体ドラム１０１の軸方向及び周方向に沿って、第２トナー像の濃度むらを算出する点で第１実施形態と相違する。

次に、図１０を参照して、感光体ドラム１０１の構成について説明する。図１０は、感光体ドラム１０１の構成の一例を示す平面図である。図１０に示すように、感光体ドラム１０１の表面には、複数の静電潜像ＧＡが形成されている。複数の静電潜像ＧＡは、第１静電潜像ＧＡＡと、第６静電潜像ＧＡＦと、第７静電潜像ＧＡＧと、第８静電潜像ＧＡＨと、第９静電潜像ＧＡＩとを有する。

複数の静電潜像の各々の位置は、感光体ドラム１０１の周方向において互いに異なり、感光体ドラム１０１の軸方向において互いに同一である。具体的には、第１静電潜像ＧＡＡは、Ｍ１行Ｎ１列の領域に形成されている。第６静電潜像ＧＡＦは、Ｍ２行Ｎ１列の領域に形成されている。第７静電潜像ＧＡＧは、Ｍ３行Ｎ１列の領域に形成されている。第８静電潜像ＧＡＨは、Ｍ４行Ｎ１列の領域に形成されている。第９静電潜像ＧＡＩは、Ｍ５行Ｎ１列の領域に形成されている。

予測部２０ａは、感光体ドラム１０１の軸方向及び周方向に沿って、第２トナー像の濃度むらを算出する。具体的には、複数の静電潜像の各々の位置は、感光体ドラム１０１の周方向において互いに異なり、感光体ドラム１０１の軸方向において互いに同一である。従って、複数の静電潜像の各々の位置は、感光体ドラム１０１の軸方向において互いに同一であるため、感光体ドラム１０１の軸方向に沿って、濃度むらは発生しない。その結果、感光体ドラム１０１の周方向に沿って、第２トナー像の濃度むらを予測部２０ａは算出する。

次に、予測部２０ａは、感光体ドラム１０１の軸方向に沿って、第２トナー像の濃度むらを算出する。具体的には、複数の静電潜像の各々の位置は、感光体ドラム１０１の周方向及び軸方向において互いに異なる。そして、感光体ドラム１０１の周方向に沿って算出された第２トナー像の濃度むらに基づいて、電流検知部２２で検知された電流の電流値を補正する。その結果、感光体ドラム１０１の軸方向に沿って、第２トナー像の濃度むらを予測部２０ａは算出する。

従って、実施形態２に係る画像形成装置１００によれば、感光体ドラム１０１の軸方向及び周方向に沿って、第２トナー像の濃度むらを算出できる。

次に、図１１及び図１２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１１及び図１２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Ｓ３１４を含む。図１１及び図１２に示すフローチャートの処理は、予測部２０ａは、感光体ドラム１０１に形成される第２トナー像の濃度むらを算出する際に実行される。

まず、ステップＳ３０１において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＭｍ行Ｎｎ列の領域の位置を、Ｍ１行Ｎ１列の領域の位置に決定する。そして、処理はステップＳ３０２に進む。

次に、ステップＳ３０２において、露光制御部２０ｂは、露光部１３からＭｍ行Ｎｎ列に所定量のレーザー光を照射させて、Ｍｍ行Ｎｎ列の領域に静電潜像ＧＡを形成させる。そして、処理はステップＳ３０３に進む。

次に、ステップＳ３０３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に第１トナー像を形成する。そして、処理はステップＳ３０４に進む。

次に、ステップＳ３０４において、電流検知部２２は、電流を検知する。そして、処理はステップＳ３０５に進む。

次に、ステップＳ３０５において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＭｍ行の領域の位置が、ＭＭ行の領域の位置であるか否かを、露光制御部２０ｂは判定する。ＭＭ行の領域の位置でないと露光制御部２０ｂが判定した場合（ステップＳ３０５でＮＯ）には、処理がステップＳ３０６に進む。一方、ＭＭ行の領域の位置であると露光制御部２０ｂが判定した場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）には、処理が図１２に示すステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０５でＮＯである場合に、ステップＳ３０６において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＭｍ行の領域の位置をＭ（ｍ＋１）行の領域の位置に更新する。そして、処理がステップＳ３０２に戻る。

ステップＳ３０５でＹＥＳである場合に、ステップＳ３０７において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＭｍ行Ｎｎ列の領域の位置を、Ｍ１行Ｎ１列の領域の位置に決定する。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、露光制御部２０ｂは、露光部１３からＭｍ行Ｎｎ列に所定量のレーザー光を照射させて、Ｍｍ行Ｎｎ列の領域に静電潜像ＧＡを形成させる。そして、処理はステップＳ３０９に進む。

次に、ステップＳ３０９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に第１トナー像を形成する。そして、処理はステップＳ３１０に進む。

次に、ステップＳ３１０において、電流検知部２２は、電流を検知する。そして、処理はステップＳ３１１に進む。

次に、ステップＳ３１１において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＭｍ行Ｎｎ列の領域の位置が、Ｍｍ行Ｎｎ列の領域の位置であるか否かを、露光制御部２０ｂは判定する。Ｍｍ行Ｎｎ列の領域の位置でないと露光制御部２０ｂが判定した場合（ステップＳ３１１でＮＯ）には、処理がステップＳ３１２に進む。一方、Ｍｍ行Ｎｎ列の領域の位置であると露光制御部２０ｂが判定した場合（ステップＳ３１１でＹＥＳ）には、処理がステップＳ３１３に進む。

ステップＳ３１１でＮＯである場合に、ステップＳ３１２において、露光制御部２０ｂは、露光部１３から光を照射する感光体ドラム１０１のＭｍ行Ｎｎ列の領域の位置をＭ（ｍ＋１）行Ｎ（ｎ＋１）列の領域の位置に更新する。そして、処理がステップＳ３０８に戻る。

ステップＳ３１１でＹＥＳである場合に、ステップＳ３１３において、予測部２０ａは、複数の第１トナー像のそれぞれに対して検知された複数の電流の電流値を比較する。そして、処理はステップＳ３１４に進む。

次に、ステップＳ３１４において、予測部２０ａは、感光体ドラム１０１に形成される第１トナー像の濃度むらを算出して、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１２を参照して説明したように、実施形態１及び実施形態２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にトナー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）実施形態１及び実施形態２では、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知したが、本発明はこれに限定されない。濃度センサー１０４は、感光体ドラム１０１上に形成されたトナー像の濃度を検知してもよい。

（３）実施形態１及び実施形態２では、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を示す検知信号ＳＧ２を制御部２０に出力するが、本発明はこれに限定されない。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に比例した電圧の電圧値を示す検知信号ＳＧ２を制御部２０に出力してもよい。そして、制御部２０は、入力された電圧の電圧値を、電流の電流値に変換してもよい。

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に利用可能である。

１０ 画像形成ユニット
１１ 画像形成部
１３ 露光部
２０ 制御部
２０ａ 予測部
２０ｂ 露光制御部
２０ｃ 算出部
２１ 電圧印加部
２２ 電流検知部
８０ 記憶部
１００ 画像形成装置
１０１ 感光体ドラム
１０２ 帯電部
１０４ 濃度検知部
１１０ 現像部
１１２ 現像ローラー
ＣＡ キャリア粒子
ＧＡ 静電潜像
Ｑ 電荷量
ＱＰＭ 帯電量
ＴＩ トナー像
ＴＮ トナー粒子

Claims (7)

1. 複数の静電潜像が形成される感光体ドラムと、
   トナーによって前記複数の静電潜像を現像して、複数の第１トナー像を前記感光体ドラムに形成する現像部と、
   前記複数の第１トナー像ごとに、前記トナーが移動することによって前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる電流を検知する電流検知部と、
   前記複数の第１トナー像のそれぞれに対して検知された複数の前記電流の電流値の比較結果に基づいて、前記感光体ドラムに形成される第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測する予測部と
   を備える、画像形成装置。
2. 前記感光体ドラムには、所定面積を有する前記複数の静電潜像が形成され、
   前記予測部は、前記複数の電流の電流値が同一であるか否かを比較して、前記比較結果を作成する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数の静電潜像の各々の位置は、前記感光体ドラムの周方向及び軸方向において互いに異なり、
   前記現像部は、前記複数の第１トナー像を前記感光体ドラムに形成し、
   前記電流検知部は、前記複数の第１トナー像ごとに、前記電流を検知し、
   前記予測部は、前記感光体ドラムの前記軸方向に沿って、前記第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測する、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数の静電潜像の各々の位置は、前記感光体ドラムの周方向において互いに異なり、前記感光体ドラムの軸方向において互いに同一であり、
   前記現像部は、前記複数の第１トナー像を前記感光体ドラムに形成し、
   前記電流検知部は、前記複数の第１トナー像ごとに、前記電流を検知し、
   前記複数の静電潜像の各々の位置は、前記感光体ドラムの周方向及び軸方向において互いに異なり、
   前記現像部は、前記複数の第１トナー像を前記感光体ドラムに形成し、
   前記電流検知部は、前記複数の第１トナー像ごとに、前記電流を検知し、
   前記予測部は、前記感光体ドラムの前記周方向及び前記軸方向に沿って、前記第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測する、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体ドラムの複数の領域に光を照射して、前記感光体ドラムの前記複数の領域に前記複数の静電潜像を形成する露光部と、
   前記予測部が前記第２トナー像に濃度むらが発生すると予測した場合に、前記感光体ドラムの前記複数の領域ごとに、前記露光部から照射する前記光の光量又は強度を制御する露光制御部と
   を更に備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第２トナー像の濃度を検知する濃度検知部と、
   前記第２トナー像の濃度と、前記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
   を更に備える、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 感光体ドラムに複数の静電潜像が形成されるステップと、
   トナーによって前記複数の静電潜像を現像して、複数の第１トナー像を前記感光体ドラムに形成するステップと、
   前記複数の第１トナー像ごとに、前記トナーが移動することによって前記感光体ドラムと現像部との間に流れる電流を検知するステップと、
   前記複数の第１トナー像のそれぞれに対して検知された複数の前記電流の電流値の比較結果に基づいて、前記感光体ドラムに形成される第２トナー像に濃度むらが発生するか否かを予測するステップと
   を含む、画像形成方法。

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