JP2020134770A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のトナー像の濃度を検知するために要する時間を短縮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、中間転写ベルト１２ａと、カラーセンサー１０４と、第１算出部とを備える。中間転写ベルト１２ａは、互いに異なる色の複数のトナー像を重畳して形成されるカラー像ＣＩを担持する。カラーセンサー１０４は、カラー像ＣＩから反射された複数の光を検知する。第１算出部は、カラーセンサー１０４で検知された複数の光の各々の強度に基づいて、複数のトナー像の各々の濃度を算出する。複数の光は、それぞれ、互いに異なる複数の波長を有する。【選択図】図２

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、４個の像担持体と、濃度測定用トナー像形成手段と、１個の用紙搬送ベルトと、濃度測定用トナー像転写手段と、１個の自動濃度検知センサーとを備える。濃度測定用トナー像形成手段は、４個の像担持体上に、それぞれ、互いに異なる色の濃度測定用トナー像を形成する。濃度測定用トナー像転写手段は、４個の像担持体の配列の順序と４色の濃度測定用トナー像の配列の順序とが同一となるように、用紙搬送ベルトに４色の濃度測定用トナー像の各々を転写する。自動濃度検知センサーは、４色の濃度測定用トナー像の各々の濃度を測定する。

特開２００２−１３９８７７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、用紙搬送ベルトに４色の濃度測定用トナー像が配列されているため、４色の濃度測定用トナー像の各々の濃度を順番に測定する。従って、濃度測定用トナー像の濃度を４回測定する必要があった。つまり、トナー像の色の数と同じ回数、濃度を測定する必要があった。その結果、複数のトナー像の濃度を測定するためには、比較的長い時間が必要であった。換言すれば、複数のトナー像の濃度を検知するためには、比較的長い時間が必要であった。

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、複数のトナー像の濃度を検知するために要する時間を短縮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、中間転写ベルトと、カラーセンサーと、第１算出部とを備える。前記中間転写ベルトは、互いに異なる色の複数のトナー像を重畳して形成されるカラー像を担持する。前記カラーセンサーは、前記カラー像から反射された複数の光を検知する。前記第１算出部は、前記カラーセンサーで検知された前記複数の光の各々の強度に基づいて、前記複数のトナー像の各々の濃度を算出する。前記複数の光は、それぞれ、互いに異なる複数の波長を有する。

本発明に係る画像形成方法は、カラー像を中間転写ベルトが担持するステップと、複数の光をカラーセンサーが検知するステップと、複数のトナー像の各々の濃度を算出するステップとを含む。前記カラー像を中間転写ベルトが担持するステップは、互いに異なる色の複数のトナー像を重畳して形成されるカラー像を中間転写ベルトが担持する。前記複数の光をカラーセンサーが検知するステップは、前記カラー像から反射された複数の光をカラーセンサーが検知する。前記複数のトナー像の各々の濃度を算出するステップは、前記カラーセンサーで検知された前記複数の光の各々の強度に基づいて、前記複数のトナー像の各々の濃度を算出する。前記複数の光は、それぞれ、互いに異なる複数の波長を有する。

本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、複数のトナー像の濃度を検知するために要する時間を短縮できる。

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に係る転写部及びカラーセンサーの構成の一例を示す斜視図である。 実施形態１に係るカラーセンサーの構成の一例を示す図である。 実施形態１に係る受光部の構成の一例を示す図である。 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に係る転写部及びカラーセンサーの構成の一例を示す斜視図である。

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、及びカラーセンサー１０４を備える。

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、及びカラーセンサー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。

シアン色のトナーは、例えば、銅フタロシアニンブルーである。なお、シアン色のＲＢＧ値は、（Ｒ,Ｇ,Ｂ）＝（０,２５５,２５５）である。マゼンタ色のトナーは、例えば、カーミン６Ｂ、ナフトールレッド又はジメチルキナクリドンである。なお、マゼンタ色のＲＢＧ値は、（Ｒ,Ｇ,Ｂ）＝（２５５,０,２５５）である。イエロー色のトナーは、例えば、モノアゾイエロー又は多環式顔料である。なお、イエロー色のＲＢＧ値は、（Ｒ,Ｇ,Ｂ）＝（２５５,２５５,０）である。ブラック色のトナーは、例えば、カーボンブラックである。

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。

次に、図２を参照して、実施形態１に係る転写部１２及びカラーセンサー１０４の構成について説明する。図２は、転写部１２及びカラーセンサー１０４の構成の一例を示す斜視図である。

図２に示すように、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、互いに異なる色の複数のトナー像を重畳して形成されるカラー像ＣＩを担持する。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上にカラー像ＣＩが形成される。複数のトナー像の各々は、ブラック色のトナー像ＫＩと異なる。詳細には、複数のトナー像は、シアン色のトナー像と、マゼンタ色のトナー像と、イエロー色のトナー像とを含む。例えば、複数のトナー像は、中間転写ベルト１２ａから順にシアン色のトナー像、マゼンタ色のトナー像、イエロー色のトナー像を有する。

また、中間転写ベルト１２ａは、カラー像ＣＩを構成する複数のトナー像の各々と異なるブラック色のトナー像ＫＩを担持する。ブラック色のトナー像ＫＩは、中間転写ベルト１２ａ上においてカラー像ＣＩが形成された領域と異なる領域に形成される。

続けて、図３を参照して、実施形態１に係るカラーセンサー１０４の構成について説明する。図３は、カラーセンサー１０４の構成の一例を示す図である。

図３に示すように、カラーセンサー１０４は、複数の感光体ドラム１０１よりも下流側に配置される。カラーセンサー１０４は、カラー像ＣＩから反射された複数の光を検知する。複数の光は、それぞれ、互いに異なる複数の波長を有する。

カラーセンサー１０４は、発光部１０５と、受光部１０６とを含む。受光部１０６は、複数の受光素子を含む。

発光部１０５は、例えば、白色ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を含む。発光部１０５は、波長領域を有する光を出射する。波長領域を有する光は、第１波長を有する第１光と、第２波長を有する第２光と、第３波長を有する第３光とを含む。なお、発光部１０５は、互いに異なる波長の光を出射する３個の発光素子でもよい。

発光部１０５は、例えば、中間転写ベルト１２ａに向かって斜め４５度から光を出射する。発光部１０５から出射された光は、中間転写ベルト１２ａに形成されたトナー像によって反射する。詳細には、発光部１０５から出射された光のうち、第１光は、マゼンタ色のトナー像及びイエロー色のトナー像によって反射する。発光部１０５から出射された光のうち、第２光は、シアン色のトナー像及びイエロー色のトナー像によって反射する。発光部１０５から出射された光のうち、第３光は、マゼンタ色のトナー像及びシアン色のトナー像によって反射する。発光部１０５から出射された光は、ブラック色のトナー像によって吸収される。

続けて、図４を参照して、実施形態１に係る受光部１０６の構成について説明する。図４は、受光部１０６の構成の一例を示す図である。図４に示すように、受光部１０６は、第１受光素子１０６Ｒと、第２受光素子１０６Ｇと、第３受光素子１０６Ｂとを含む。第１受光素子１０６Ｒと第２受光素子１０６Ｇと第３受光素子１０６Ｂとは、例えば、互いに異なる種類のカラーフィルターと、フォトダイオードとを含む。

第１受光素子１０６Ｒと第２受光素子１０６Ｇと第３受光素子１０６Ｂとは、それぞれ、互いに異なる波長を有する複数の光を検知する。例えば、第１受光素子１０６Ｒと第２受光素子１０６Ｇと第３受光素子１０６Ｂとの各々は、０度方向への乱反射光の強度を検知する。なお、入射角が０度、反射角が４５度の構成でもよい。

具体的には、第１受光素子１０６Ｒは、第１光を検知する。そして、第１受光素子１０６Ｒは、第１光の強度を示す検知信号ＳＧ１を制御部２０に出力する。第２受光素子１０６Ｇは、第２光を検知する。そして、第２受光素子１０６Ｇは、第２光の強度を示す検知信号ＳＧ１を制御部２０に出力する。第３受光素子１０６Ｂは、第３光を検知する。そして、第３受光素子１０６Ｂは、第３光の強度を示す検知信号ＳＧ１を制御部２０に出力する。

従って、実施形態１によれば、カラーセンサー１０４は、カラー像ＣＩから反射された複数の光を検知する。つまり、複数のトナー像から反射された複数の光を同時に検知できる。カラー像ＣＩから反射された複数の光は、複数のトナー像の濃度を示す情報を含む。その結果、複数のトナー像の濃度を示す情報を検知するために要する時間を短縮できる。

また、実施形態１によれば、カラーセンサー１０４は、第１受光素子１０６Ｒと、第２受光素子１０６Ｇと、第３受光素子１０６Ｂとを含むため、簡易な構成で複数の光の各々を同時に検知できる。

更に、実施形態１によれば、カラー像ＣＩは、光を吸収しやすいブラック色のトナー像を含まないため、シアン色のトナー像とマゼンタ色のトナー像とイエロー色のトナー像との各々の濃度を示す情報を精度よく取得できる。

次に、図５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５は、画像形成部１１の構成の一例を示す断面図である。

図５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５及び図６を参照して、現像部１１０について説明する。図６は、画像形成部１１の現像動作を示す図である。なお、図６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６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２に示す中間転写ベルト１２ａに転写される。

図５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６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５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５を参照して、画像形成部１１の詳細を説明する。図５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５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。

次に、図７を参照して、感光体ドラム１０１の構成について説明する。図７は、感光体ドラム１０１の構成の一例を示す平面図である。図７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７に示すように、感光体ドラム１０１の表面は、転写領域ＥＡと複数の非転写領域ＥＢとを有する。複数の非転写領域ＥＢは、非転写領域ＥＢＡと、非転写領域ＥＢＢとを有する。転写領域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。複数の非転写領域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、複数の非転写領域ＥＢの各々は白紙部を示す。

非転写領域ＥＢＡは、感光体ドラム１０１の周方向において転写領域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、非転写領域ＥＢＢは、感光体ドラム１０１の周方向において転写領域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５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の転写領域ＥＡと複数の非転写領域ＥＢとは所定電位に帯電する。

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、転写領域ＥＡにレーザー光を照射して、転写領域ＥＡを露光し、転写領域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８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８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８において、縦軸は感光体ドラム１０１の表面の電位を示し、横軸は感光体ドラム１０１の表面の周方向位置を示す。

図８に示すように、感光体ドラム１０１の転写領域ＥＡ及び複数の非転写領域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転写領域ＥＡに照射されると、感光体ドラム１０１の転写領域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５を参照して、画像形成部１１の詳細を説明する。図５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、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。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９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９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９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９に示すように、電流検知部２２は、第１電流と第２電流とを検知する。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の電流値を示す。詳細には、第１電流の電流値ＪＬは、転写領域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に飛翔した量に対応した電流値ＪＬの第１電流が流れる。

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、非転写領域ＥＢＡ又は非転写領域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１０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１０は、画像形成装置１００の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、制御部２０は、第１算出部２０ａ、及び第２算出部２０ｂ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、第１算出部２０ａ、及び第２算出部２０ｂとして機能する。

第１算出部２０ａは、カラーセンサー１０４で検知された複数の光の各々の強度に基づいて、カラー像ＣＩに含まれる複数のトナー像の各々の濃度を算出する。具体的には、第１算出部２０ａは、第１光の強度、第２光の強度及び第３光の強度を示す検知信号ＳＧ１を、カラーセンサー１０４から受信する。第１算出部２０ａは、ＲＧＢ値に基づいて、ＣＭＹＫ値を算出する。そして、第１算出部２０ａは、ＣＭＹＫ値に基づいて、シアン色のトナー像の濃度、マゼンタ色のトナー像の濃度及びイエロー色のトナー像の濃度を算出する。本実施形態では、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。

また、第１算出部２０ａは、カラーセンサー１０４で検知された光の強度に基づいて、ブラック色のトナー像ＫＩの濃度を算出する。具体的には、第１算出部２０ａは、第１光の強度、第２光の強度及び第３光の強度を示す検知信号ＳＧ１を、カラーセンサー１０４から受信する。第１算出部２０ａは、ＲＧＢ値に基づいて、ＣＭＹＫ値を算出する。そして、第１算出部２０ａは、ＣＭＹＫ値に基づいて、ブラック色のトナー像ＫＩの濃度を算出する。

第２算出部２０ｂは、複数のトナー像の各々の濃度と、第１電流の電流値ＪＬとに基づいて、複数色のトナーの各々の帯電量ＱＰＭを算出する。具体的には、第２算出部２０ｂは、シアン色のトナー像の濃度に基づいて、シアン色のトナー像ＴＩを形成しているシアン色のトナーの量Ｍを算出する。シアン色のトナーの量Ｍは、シアン色のトナー像を形成しているシアン色のトナーの質量を示す。

そして、第２算出部２０ｂは、第１電流の電流値ＪＬを示す検知信号ＳＧ２を、シアン色のトナーが供給される画像形成部１１の電流検知部２２から受信する。そして、第２算出部２０ｂは、検知信号ＳＧ２によって示される第１電流の電流値ＪＬに基づいて、シアン色のトナー像ＴＩを形成しているシアン色のトナーの電荷量Ｑを算出する。

更に、第２算出部２０ｂは、シアン色のトナーの量Ｍとシアン色のトナーの電荷量Ｑとに基づいて、シアン色のトナーの帯電量ＱＰＭを算出する。具体的には、シアン色のトナーの帯電量ＱＰＭは、ＱＰＭ＝Ｑ／Ｍ、によって表される。従って、シアン色のトナーの帯電量ＱＰＭは、単位質量当たりのシアン色のトナーの電荷量を示す。同様に、第２算出部２０ｂは、マゼンタ色のトナーの帯電量ＱＰＭ、イエロー色のトナーの帯電量ＱＰＭ及びブラック色のトナーの帯電量ＱＰＭを算出する。

従って、実施形態１の画像形成装置１００によれば、複数のトナー像の濃度を検知する時間を短縮できるので、複数色のトナーの帯電量を算出する時間も短縮できる。

次に、図１１及び図１２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１に係る制御部２０の処理は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１４を含む。図１１及び図１２に示すフローチャートの処理は、トナーの帯電量ＱＰＭを算出する際に実行される。なお、本フローチャートでは、シアン色を第１色、マゼンタ色を第２色、イエロー色を第３色、ブラック色を第４色又は第Ｎ色ともいう。

まず、ステップＳ１０１において、第１算出部２０ａは、画像形成部１１に対応する色の種類ｎを、第１色に決定する。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、第１算出部２０ａは、露光部１３から転写領域ＥＡにレーザー光を照射させて、転写領域ＥＡ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を第ｎ色のトナーによって現像して、感光体ドラム１０１に第ｎ色のトナー像ＴＩ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、第１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、中間転写ベルト１２ａに第ｎ色のトナー像を転写する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。

次に、ステップＳ１０６において、画像形成部１１に対応する色の種類が第（Ｎ−１）色であるか否かを、第１算出部２０ａは判定する。第（Ｎ−１）色でないと第１算出部２０ａが判定した場合（ステップＳ１０６でＮＯ）には、処理がステップＳ１０７に進む。一方、第（Ｎ−１）色であると第１算出部２０ａが判定した場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）には、処理が、図１２に示すステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０６でＮＯである場合に、ステップＳ１０７において、画像形成部１１に対応する色の種類ｎを第（ｎ＋１）色に更新する。そして、処理がステップＳ１０２に戻る。

ステップＳ１０６でＹＥＳである場合に、ステップＳ１０８において、第１算出部２０ａは、露光部１３から転写領域ＥＡにレーザー光を照射させて、転写領域ＥＡに静電潜像ＧＡを形成させる。そして、処理はステップＳ１０９に進む。

次に、ステップＳ１０９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をブラック色のトナーによって現像して、感光体ドラム１０１にブラック色のトナー像ＫＩを形成する。そして、処理はステップＳ１１０に進む。

次に、ステップＳ１１０において、電流検知部２２は、第１電流を検知する。そして、処理はステップＳ１１１に進む。

次に、ステップＳ１１１において、中間転写ベルト１２ａにブラック色のトナー像ＫＩを転写する。そして、処理はステップＳ１１２に進む。

次に、ステップＳ１１２において、第１算出部２０ａは、カラーセンサー１０４で検知された複数の光の各々の強度に基づいて、カラー像ＣＩに含まれる複数のトナー像の各々の濃度を算出する。そして、処理はステップＳ１１３に進む。

次に、ステップＳ１１３において、第１算出部２０ａは、カラーセンサー１０４で検知された複数の光の各々の強度に基づいて、ブラック色のトナー像ＫＩの各々の濃度を算出する。そして、処理はステップＳ１１４に進む。

次に、ステップＳ１１４において、第２算出部２０ｂは、複数のトナー像の各々の濃度と、第１電流の電流値ＪＬとに基づいて、複数色のトナーの各々の帯電量ＱＰＭを算出して、処理が終了する。

［実施形態２］
次に、図１３を参照して、実施形態２に係る転写部１２及びカラーセンサー１０４の構成について説明する。実施形態２では、複数のトナー像は、シアン色のトナー像と、マゼンタ色のトナー像と、イエロー色のトナー像と、ブラック色のトナー像とを含む点で第１実施形態と相違する。

図１３は、転写部１２及びカラーセンサー１０４の構成の一例を示す斜視図である。図１３に示すように、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、互いに異なる色の複数のトナー像を重畳して形成されるカラー像ＣＩを担持する。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上にカラー像ＣＩが形成される。複数のトナー像は、シアン色のトナー像と、マゼンタ色のトナー像と、イエロー色のトナー像と、ブラック色のトナー像とを含む。

従って、実施形態２によれば、カラーセンサー１０４は、カラー像ＣＩから反射された複数の光を１度に検知する。つまり、複数のトナー像から反射された複数の光を１度に検知できる。その結果、複数のトナー像の濃度を示す情報を取得するために要する時間を短縮できる。

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１３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。

（２）図１〜図１３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、複数のトナー像は、中間転写ベルト１２ａから順にシアン色のトナー像、マゼンタ色のトナー像、イエロー色のトナー像を有するが、本発明はこれに限定されない。例えば、シアン色のトナーと、マゼンタ色のトナーと、イエロー色のトナーとブラック色のトナーとの各々が透過又は吸収する光の波長に基づいて、形成する順番を決定すればよい。

（３）図１〜図１３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、受光部１０６は、第１受光素子１０６Ｒと、第２受光素子１０６Ｇと、第３受光素子１０６Ｂとを含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、受光部１０６は、４個の受光素子を含んでもよい。

（４）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 第１算出部
２０ｂ 第２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 カラーセンサー
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. 互いに異なる色の複数のトナー像を重畳して形成されるカラー像を担持する中間転写ベルトと、
   前記カラー像から反射された複数の光を検知するカラーセンサーと、
   前記カラーセンサーで検知された前記複数の光の各々の強度に基づいて、前記複数のトナー像の各々の濃度を算出する第１算出部と
   を備え、
   前記複数の光は、それぞれ、互いに異なる複数の波長を有する、画像形成装置。
2. 前記複数のトナー像の各々の濃度に基づいて、複数色のトナーの各々の帯電量を算出する第２算出部を更に備え、
   前記複数色のトナーは、それぞれ、互いに異なる前記複数のトナー像を形成する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記カラーセンサーは、複数の受光素子を含み、
   前記複数の受光素子は、それぞれ、互いに異なる波長を有する前記複数の光を検知する、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数のトナー像の各々は、ブラック色のトナー像と異なる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写ベルトは、前記カラー像を構成する前記複数のトナー像の各々と異なる前記ブラック色のトナー像を担持し、
   前記カラーセンサーは、前記ブラック色のトナー像から反射された光を検知し、
   前記第１算出部は、前記カラーセンサーで検知された前記光の強度に基づいて、前記ブラック色のトナー像の濃度を算出する、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記複数のトナー像は、シアン色のトナー像と、マゼンタ色のトナー像と、イエロー色のトナー像と、ブラック色のトナー像とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 互いに異なる色の複数のトナー像を重畳して形成されるカラー像を中間転写ベルトが担持するステップと、
   前記カラー像から反射された複数の光をカラーセンサーが検知するステップと、
   前記カラーセンサーで検知された前記複数の光の各々の強度に基づいて、前記複数のトナー像の各々の濃度を算出するステップと
   を含み、
   前記複数の光は、それぞれ、互いに異なる複数の波長を有する、画像形成方法。

Images