JP2020134773A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムへのトナーの移動量を確保しつつ、トナー像の濃度を精度良く検知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１００は、感光体ドラム１０１と、中間転写ベルト１２１と、濃度検知部１０４と、制御部２０とを備える。感光体ドラム１０１は、トナー像が形成される。中間転写ベルト１２１は、感光体ドラム１０１からトナー像が転写される。濃度検知部１０４は、中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像の濃度を検知する。制御部２０は、中間転写ベルト１２１と感光体ドラム１０１とのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する。制御部２０は、濃度検知部１０４がトナー像の濃度を検知する期間、中間転写ベルト１２１の回転速度が感光体ドラム１０１の回転速度よりも大きくなるように、中間転写ベルト１２１の回転速度と感光体ドラム１０１の回転速度とのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する。【選択図】図１

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、現像電源と、フォトセンサーとを備える。現像電源は、現像ローラーに現像バイアスを印加する。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。フォトセンサーは、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は、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を示す。画像形成装置は、トナーの電荷量とトナーの付着量とからトナーの帯電量を算出する。

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、単位面積当たりのトナーの移動量が多くなるほど、感光体ドラムへのトナーの付着量が多くなる。感光体ドラムへのトナーの付着量が多くなると、トナーの付着量からトナー像の濃度を検知するフォトセンサーの検知精度が低下する。一方、トナーの電荷量を検知する場合は感光体ドラムの単位面積当たりのトナーの移動量を多くすることが好ましい。したがって、感光体ドラムへのトナーの移動量を確保しつつ、トナー像の濃度を精度良く検知することは困難であった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、感光体ドラムへのトナーの移動量を確保しつつ、トナー像の濃度を精度良く検知することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、中間転写ベルトと、濃度検知部と、制御部とを備える。前記感光体ドラムには、トナー像が形成される。前記中間転写ベルトは、前記感光体ドラムから前記トナー像が転写される。前記濃度検知部は、前記中間転写ベルトに転写された前記トナー像の濃度を検知する。前記制御部は、前記中間転写ベルトと前記感光体ドラムとのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する。前記制御部は、前記濃度検知部が前記トナー像の濃度を検知する期間、前記中間転写ベルトの回転速度が前記感光体ドラムの回転速度よりも大きくなるように、前記中間転写ベルトの回転速度と前記感光体ドラムの回転速度とのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する。

本発明の一局面に係る画像形成方法は、形成するステップと、転写するステップと、検知するステップと、制御するステップとを包含する。前記形成するステップは、トナー像を感光体ドラムに形成する。前記転写するステップは、前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を中間転写ベルトに転写する。前記検知するステップは、前記中間転写ベルトに転写された前記トナー像の濃度を検知する。前記制御するステップは、前記感光体ドラムと前記中間転写ベルトとのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する。前記制御するステップにおいて、前記検知するステップでトナー像の濃度を検知する期間、前記中間転写ベルトの回転速度が前記感光体ドラムの回転速度よりも大きくなるように、前記中間転写ベルトの回転速度と前記感光体ドラムの回転速度とのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する。

本発明によれば、感光体ドラムへのトナーの移動量を確保しつつ、トナー像の濃度を精度良く検知することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成部と転写部との構成の一例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る感光体ドラムに形成されたトナー像を示す図である。（ｂ）は、本発明の実施形態に係る中間転写ベルトに形成されたトナー像を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御部と本発明の実施形態に係る画像形成部とを示す図である。 本実施形態の制御部が実行する処理のフローチャートを示す図である。

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、同一また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。

まず、図１を参照して、本実施形態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及び記憶部２１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。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。

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。

感光体ドラム１０１には、トナー像が形成される。

露光部１３は、感光体ドラム１０１の表面を露光する。具体的には、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。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。

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、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。

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のような画像形成装置１００の各要素を制御する。制御部２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のようなプロセッサー、及び記憶装置を含む。

記憶部２１は、記憶装置を含み、データ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２１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／また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。記憶部２１は、リムーバルメディアを含んでもよい。

次に、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る画像形成部１１と転写部１２との構成について説明する。図２は、画像形成部１１と転写部１２との構成の一例を示す断面図である。

転写部１２は、中間転写ベルト１２１、駆動ローラー１２２、従動ローラー１２３、ベルトクリーニング部１２４、及び２次転写ローラー１２５を有する。

中間転写ベルト１２１は、感光体ドラム１０１からトナー像が転写される。具体的には、中間転写ベルト１２１の所定領域ＰＡには、感光体ドラム１０１からトナー像が転写される。中間転写ベルト１２１は、無端ベルトである。中間転写ベルト１２１は、駆動ローラー１２２と従動ローラー１２３とに架け渡される。

駆動ローラー１２２は、中間転写ベルト１２１を回転方向ＲＡに回転させる。駆動ローラー１２２は、制御部２０の指示にしたがって、所定の回転速度で回転する。駆動ローラー１２２が回転することで、駆動ローラー１２２の回転速度に応じた線速度で中間転写ベルト１２１が回転する。中間転写ベルト１２１の線速度は、中間転写ベルト１２１の外面に沿った方向における中間転写ベルト１２１の接線方向の速度を示す。中間転写ベルト１２１の線速度は、「中間転写ベルト１２１の回転速度」の一例に相当する。中間転写ベルト１２１の線速度は、例えば、２００ｍｍ／秒である。例えば、中間転写ベルト１２１の所定領域ＰＡは、２００ｍｍ／秒で移動する。中間転写ベルト１２１の線速度２００ｍｍ／秒は、シートＰに画像を形成するときの中間転写ベルト１２１の回転速度である。

従動ローラー１２３は、中間転写ベルト１２１の回転に伴って回転する。ベルトクリーニング部１２４は、中間転写ベルト１２１の表面に残留しているトナーを除去する。

２次転写ローラー１２５は、中間転写ベルト１２１に形成されたトナー像をシートＰに転写する。２次転写ローラー１２５は、駆動ローラー１２２に押圧され、２次転写ローラー１２５と駆動ローラー１２２との間にニップ部が形成される。２次転写ローラー１２５は、シートＰがニップ部を通過する際に、中間転写ベルト１２１の所定領域ＰＡに形成されたトナー像をシートＰに転写する。その結果、シートＰに画像が形成される。

引き続き、図１及び図２を参照して複数の画像形成部１１について詳しく説明する。

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。したがって、画像形成部１１ｃを例に説明する。

画像形成部１１は、感光体ドラム１０１に加えて、クリーニング部１０３と、現像部１１０、帯電部１０２、１次転写ローラー１０５、及び濃度検知部１０４とを更に備える。

感光体ドラム１０１は、略円柱形状または略円筒形状を有する。感光体ドラム１０１は、例えばモーターによって駆動されて、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１０１または有機感光体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ドラムである。

感光体ドラム１０１は、所定の線速度で回転する。感光体ドラム１０１の線速度は、感光体ドラム１０１の周面における感光体ドラム１０１の接線方向の速度を示す。感光体ドラム１０１の線速度は、「感光体ドラム１０１の回転速度」の一例に相当する。感光体ドラム１０１の線速度は、例えば、２００ｍｍ／秒である。感光体ドラム１０１の線速度２００ｍｍ／秒は、シートＰに画像を形成するときの感光体ドラム１０１の回転速度である。シートＰに画像を形成する場合、感光体ドラム１０１の線速度と中間転写ベルト１２１の線速度とは、等しい。感光体ドラム１０１の回転速度は、制御部２０によって制御される。

クリーニング部１０３は、感光体ドラム１０１の表面に付着しているトナーを除去する。クリーニング部１０３は、クリーニングブレードを含む。

クリーニングブレードは、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。

現像部１１０は、トナーによってトナー像を感光体ドラム１０１に形成する。具体的には、現像部１１０は、回転する感光体ドラム１０１にトナー像を形成する。例えば、現像部１１０は、回転する感光体ドラム１０１に形成された静電潜像をトナーによって現像し、感光体ドラム１０１にトナー像を形成する。

現像部１１０は、現像ローラー１１２を備える。現像ローラー１１２は、トナーを担持する。

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。帯電部１０２は、例えば、帯電ローラーを含む。帯電部１０２が感光体ドラム１０１の表面を所定電位に帯電させた後、露光部１３が感光体ドラム１０１の所定領域に露光することで、感光体ドラム１０１の所定領域に静電潜像が形成される。

１次転写ローラー１０５は、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像を中間転写ベルト１２１に転写する。例えば、１次転写ローラー１０５は、感光体ドラム１０１からシアン色、マゼンタ色、イエロー色、及び黒色のトナー像を順番に中間転写ベルト１２１の所定領域に転写する。この結果、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、黒色のトナー像が中間転写ベルト１２１の所定領域ＰＡで重畳できる。

濃度検知部１０４は、中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像の濃度を検知する。例えば、濃度検知部１０４は、中間転写ベルト１２１の所定領域ＰＡに転写されたトナー像の濃度を検知する。濃度検知部１０４は、予め定められた期間に中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像の濃度を検知する。例えば、濃度検知部１０４は、露光部１３が感光体ドラム１０１に静電潜像の形成を開始するときからシートＰに画像が形成されるまでの期間に中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像の濃度を検知する。

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。トナー像の濃度は、例えば、トナー像の厚みに基づいて算出される。よって、濃度検知部１０４は、所定面積のトナー像の厚みＨＴを検知する。詳細には、濃度検知部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、濃度検知部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、濃度検知部１０４と中間転写ベルト１２１の表面との間の距離を示す。

濃度検知部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、濃度検知部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３を参照して、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像Ｇ１と中間転写ベルト１２１に形成されたトナー像Ｇ２について説明する。

図３（ａ）は、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像Ｇ１を示す図である。トナー像Ｇ１は、幅ＧＷ１及び長さＧＬ１を有する。幅ＧＷ１は、感光体ドラム１０１の軸方向の長さを示し、長さＧＬ１は感光体ドラム１０１の周方向の長さを示す。トナー像Ｇ１は、矩形状のソリッド画像である。

図３（ｂ）は、中間転写ベルト１２１に形成されたトナー像Ｇ２を示す図である。トナー像Ｇ２は、幅ＧＷ２及び長さＧＬ２を有する。幅ＧＷ２は、中間転写ベルト１２１の幅方向の長さを示し、長さＧＬ２は中間転写ベルト１２１の周方向の長さを示す。幅ＧＷ２は、幅ＧＷ１と等しい。長さＧＬ２は、長さＧＬ１より長い。

図３（ｂ）に示す中間転写ベルト１２１のトナー像Ｇ２は、図３（ａ）に示す感光体ドラム１０１に形成されたトナー像Ｇ１が感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１２１に転写されることで、中間転写ベルト１２１に形成される。具体的には、回転速度２００ｍｍ／秒で回転する感光体ドラム１０１から回転速度３００ｍｍ／秒で回転する中間転写ベルト１２１にトナー像Ｇ１が転写される。中間転写ベルト１２１の回転速度は、感光体ドラム１０１の回転速度より大きい。したがって、図３（ａ）に示すトナー像Ｇ１が感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１２１に転写される際に、図３（ｂ）に示すトナー像Ｇ２のように、トナー像Ｇ１は中間転写ベルト１２１の周方向に伸びる。この結果、３００ｍｍ／秒で回転する中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の長さＧＬ２は、トナー像Ｇ１の長さＧＬ１より長い。また、トナー像Ｇ２の面積は、トナー像Ｇ１の面積より大きい。

なお、図３（ｂ）に示すように、トナー像Ｇ２を中間転写ベルト１２１に転写する場合、中間転写ベルト１２１の回転速度が感光体ドラム１０１の回転速度よりも大きくなるように、制御部２０は中間転写ベルト１２１の回転速度を制御する。例えば、感光体ドラム１０１の回転速度が２００ｍｍ／秒である場合、中間転写ベルト１２１の回転速度を３００ｍｍ／秒にする。例えば、中間転写ベルト１２１の回転速度２００ｍｍ／秒である場合、感光体ドラム１０１の回転速度を１００ｍｍ／秒にする。中間転写ベルト１２１の回転速度を感光体ドラム１０１の回転速度よりも大きくした状態で、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像Ｇ１を中間転写ベルト１２１に転写することで、中間転写ベルト１２１にトナー像Ｇ２が形成される。

また、トナー像Ｇ２とトナー像Ｇ１とは、同じ量のトナーで形成される。したがって、トナー像Ｇ２の単位面積当たりのトナー像の厚みは、トナー像Ｇ１の単位面積当たりのトナー像の厚みと比較して、小さい。つまり、トナー像の厚みが小さくなるため、トナー像Ｇ２の濃度は、トナー像Ｇ１の濃度と比較して小さくなる。

次に図１〜図３を参照して、制御部２０について、詳しく説明する。

制御部２０は、中間転写ベルト１２１と感光体ドラム１０１とのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する。具体的には、制御部２０は、濃度検知部１０４がトナー像Ｇ２の濃度を検知する期間、中間転写ベルト１２１の回転速度が感光体ドラム１０１の回転速度よりも大きくなるように、中間転写ベルト１２１の回転速度と感光体ドラム１０１の回転速度とのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する。

中間転写ベルト１２１の回転速度は感光体ドラム１０１の回転速度と比較して早いので、トナー像Ｇ１が中間転写ベルト１２１に転写される際にトナー像Ｇ１は中間転写ベルト１２１の周方向に伸びた状態で転写される。トナー像Ｇ１とトナー像Ｇ２とは同じ量のトナーで形成されるため、トナー像Ｇ２の中間転写ベルト１２１の周方向の長さが長くなるほど、トナー像Ｇ２の厚みは、小さくなる。したがって、トナー像Ｇ２の厚みは、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像Ｇ１の厚みと比較して小さくなる。この結果、感光体ドラム１０１へのトナーの移動量を確保しつつ、トナー像Ｇ２の濃度を精度よく検知できる。

一般的に、トナー像の厚みが増加すると濃度検知部の検知精度が低下する。例えば、感光体ドラム１０１の回転速度と中間転写ベルト１２１の回転速度とが同じ速度である場合、図３（ａ）に示すトナー像Ｇ１と同じサイズのトナー像Ｇ２が中間転写ベルト１２１に転写される。トナー像Ｇ２はトナー像Ｇ１と同じ量のトナーで中間転写ベルト１２１に転写されるため、トナー像Ｇ２とトナー像Ｇ１とは同じ厚みである。このような場合、トナー像Ｇ１の厚みが過大になると濃度検知部の検知精度が低下する場合がある。

一方、中間転写ベルト１２１の回転速度が感光体ドラム１０１の回転速度より大きい場合、中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２のサイズは大きくなる。トナー像Ｇ２はトナー像Ｇ１と同じ量のトナーで中間転写ベルト１２１に転写されるため、トナー像Ｇ２のサイズが大きくなるほど、トナー像Ｇ２の厚みは、小さくなる。したがって、トナー像Ｇ２の厚みは、トナー像Ｇ１の厚みと比較して小さくなる。したがって、トナー像Ｇ１の厚みが過大であっても、トナー像Ｇ２の厚みがトナー像Ｇ１の厚みより小さくなるので、濃度検知部１０４の検知精度の低下を抑制できる。

また、感光体ドラム１０１の回転速度は、中間転写ベルト１２１の回転速度より小さいため、現像部１１０から感光体ドラム１０１に移動するトナーの移動量が確保される。この結果、感光体ドラム１０１へのトナーの移動量を確保しつつ、トナー像の濃度を精度よく検知できる。

また、本実施形態の制御部２０は、濃度検知部１０４が中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像の濃度を検知する期間、中間転写ベルト１２１の回転速度がシートＰに画像を形成するときの感光体ドラム１０１の回転速度より大きくなるように、中間転写ベルト１２１の回転速度を制御する。

一般的に、シートＰに画像を形成するときの感光体ドラム１０１の回転速度と中間転写ベルト１２１の回転速度とは同じ回転速度に設定される。シートＰに画像を形成するときの感光体ドラム１０１の回転速度より中間転写ベルト１２１の回転速度を大きくすることで、中間転写ベルト１２１のトナー像Ｇ２の濃度は、感光体ドラム１０１のトナー像Ｇ１の濃度より小さくなる。したがって、濃度検知部１０４の検知精度の低下を抑制できる。その結果、感光体ドラム１０１へのトナーの移動量を確保しつつ、トナー像の濃度を精度良く検知できる。

例えば、シートＰに画像を形成するときの感光体ドラム１０１の回転速度は２００ｍｍ／秒である場合、制御部２０は中間転写ベルト１２１の回転速度を３００ｍｍ／秒に設定する。中間転写ベルト１２１の回転速度が感光体ドラム１０１の回転速度より大きくなるため、トナー像Ｇ１が中間転写ベルト１２１に転写される際に中間転写ベルト１２１の周方向に伸びる。中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の厚みは、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像Ｇ１と比較して小さくなる。この結果、感光体ドラム１０１へのトナーの移動量を確保しつつ、中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の濃度を更に精度良く検知できる。

次に図４を参照して、画像形成装置１００について詳しく説明する。図４は、制御部２０と画像形成部１１とを示す図である。画像形成装置１００の現像部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、吸引ファン（不図示）とを備える。

現像ハウジング１１１は、２成分現像剤を収容する。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、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成分現像剤は、複数のトナー（具体的には多数のトナー）と、複数のキャリア（具体的には多数のキャリア）を含む。複数のトナーは粉体であり、複数のキャリアは粉体である。トナーは、例えば正帯電性トナーである。正帯電性トナーは、キャリアとの摩擦により正に帯電する。キャリアは、磁性を有する。キャリアは、例えば、樹脂被覆型のキャリアである。樹脂被覆型のキャリアのコアは、例えば、フェライトまたはマグネタイトである。

現像ローラー１１２は、トナーを担持する。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。

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。

磁石１１２Ｍは、スリーブ１１２Ｓの内部に配置されている。磁石１１２Ｍは、キャリアを磁石１１２Ｍの磁力により引き付ける。その結果、キャリアによる磁気ブラシがスリーブ１１２Ｓの表面に形成される。トナーはキャリアの表面に担持される。すなわち、トナーは磁気ブラシ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。

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の長さを規制する。

吸引ファンは、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間で浮遊するトナーを吸引する。

引き続き図４を参照して、電圧印加部２３及び検知部７０を説明する。図４に示すように画像形成装置１００は、電圧印加部２３と、及び検知部７０とを更に備える。

電圧印加部２３は、現像ローラー１１２に現像バイアス（所定の電圧）を印加する。現像ローラー１１２に現像バイアスを印加することで電圧印加部２３は、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。

現像ローラー１１２に現像バイアスが印加されて、感光体ドラム１０１と現像ローラー１１２との間が所定の電位差になると、現像ローラー１１２に担持されたトナーが、電気的に引き付けられる。そして、トナーが現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１の静電潜像に向かって飛翔し、現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に向けてトナーが移動する。この結果、感光体ドラム１０１の表面にトナー像Ｇ１が形成される。

検知部７０は、感光体ドラム１０１と現像部１１０との間に流れる電流を検知する。具体的には、現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に向けてトナーが移動する際に感光体ドラム１０１と現像部１１０との間に流れる電流を検知部７０は、検知する。検知部７０は、電流の電流値を示す検知信号ＳＧ２を出力する。検知信号は、例えば、電圧信号である。

また、本実施形態の制御部２０は、濃度検知部１０４が検知した中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の濃度と検知部７０が検知した電流とに基づいて、トナーの帯電量を算出する。そして、制御部２０は、帯電量に基づいて、シートＰに画像を形成するときの条件を設定する。

したがって、精度よく検知したトナー像の濃度と検知部７０が検知した電流とから帯電量を算出できる。そして、精度良く算出した帯電量からシートＰに画像を形成するときの条件を設定できる。この結果、品質の高い画像をシートＰに形成できる。

例えば、帯電量を算出する場合、制御部２０は、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の濃度を示す検知信号ＳＧ１を、濃度検知部１０４から受信する。そして、制御部２０は、検知信号ＳＧ１によって示されるトナー像Ｇ２の濃度に基づいて、トナー像Ｇ２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Ｇ２を形成しているトナーの質量を示す。

更に、制御部２０は、電流の電流値を示す検知信号ＳＧ２を、検知部７０から受信する。そして、制御部２０は、検知信号ＳＧ２によって示される電流の電流値に基づいて、トナー像Ｇ２を形成しているトナーの電荷量Ｑを算出する。

更に、制御部２０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。よって、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。

また、本実施形態の制御部２０は、帯電量ＱＰＭに基づいて、現像部１１０から感光体ドラム１０１に供給されるトナーの量と、現像部１１０の現像ローラー１１２の回転速度と、現像ローラー１１２に印加する現像バイアスと、感光体ドラム１０１の表面電位と、現像部１１０において飛散したトナーを吸引する吸引ファンの出力とのうちの少なくとも１つを調整する。

したがって、トナーの帯電量ＱＰＭの変化からシートＰに画像を形成するときの条件を設定できる。この結果、画像濃度の低下、かぶりの発生、トナー飛散の増加を抑制し、適切な条件でシートＰに画像を形成できる。

例えば、制御部２０は、トナーの帯電量ＱＰＭに基づいて、帯電部１０２が感光体ドラム１０１の表面を所定電位に帯電させる際の電位を調整する。この結果、画像濃度の低下を抑制できる。例えば、制御部２０は、トナーの帯電量ＱＰＭに基づいて、電圧印加部２３が現像ローラー１１２に現像バイアスを印加する際の現像バイアスを調整する。この結果、画像濃度の低下とかぶりの悪化を抑制できる。例えば、制御部２０は、トナーの帯電量ＱＰＭに基づいて、現像ローラー１１２の回転速度を調整する。この結果、画像濃度の低下を抑制しつつ、かぶりの悪化を抑制できる。

また、本実施形態の制御部２０は、濃度検知部１０４が中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の濃度を検知する期間、感光体ドラム１０１の回転速度がシートＰに画像を形成するときの中間転写ベルト１２１の回転速度よりも小さくなるように、感光体ドラム１０１の回転速度を制御する。

一般的に、シートＰに画像を形成するときの中間転写ベルト１２１の回転速度と感光体ドラム１０１の回転速度とは同じ回転速度に設定される。シートＰに画像を形成するときの中間転写ベルト１２１の回転速度より感光体ドラム１０１の回転速度を小さくすることで、感光体ドラム１０１へのトナーの移動量が増加する。更に、中間転写ベルト１２１のトナー像Ｇ２の厚みは、感光体ドラム１０１のトナー像Ｇ１の厚みより小さくなる。したがって、感光体ドラム１０１へのトナーの移動量を増大しつつ、トナー像の濃度を精度良く検知できる。この結果、更に精度よく帯電量ＱＰＭを算出できる。

例えば、シートＰに画像を形成するときの中間転写ベルト１２１の回転速度は２００ｍｍ／秒である場合、制御部２０は感光体ドラム１０１の回転速度を１００ｍｍ／秒に設定する。感光体ドラム１０１の回転速度が中間転写ベルト１２１の回転速度より小さくなるため、感光体ドラム１０１へのトナーの移動量が増加する。したがって、トナーの移動によって現像部１１０から感光体ドラム１０１に流れる電流を増大させることができる。更に、感光体ドラム１０１の回転速度が中間転写ベルト１２１の回転速度より小さくなるため、トナー像Ｇ１が中間転写ベルト１２１に転写される際に中間転写ベルト１２１の周方向に伸びる。中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の厚みは、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像Ｇ１の厚みと比較して小さくなる。この結果、電流の電流値を精度よく検知しつつ、中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の濃度を精度よく検知できる。

また、本実施形態の制御部２０は、濃度検知部１０４が中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の濃度を検知する期間、中間転写ベルト１２１の回転速度がシートＰに画像を形成するときの中間転写ベルト１２１の回転速度より大きくなるように、中間転写ベルト１２１の回転速度を制御する。更に、制御部２０は、濃度検知部１０４が中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の濃度を検知する期間、感光体ドラム１０１の回転速度がシートＰに画像を形成するときの感光体ドラム１０１の回転速度よりも小さくなるように、感光体ドラム１０１の回転速度を制御する。

したがって、中間転写ベルト１２１の回転速度が感光体ドラム１０１の回転速度より大きくなり、中間転写ベルト１２１のトナー像Ｇ２の濃度は、感光体ドラム１０１のトナー像Ｇ１の濃度より小さくなる。また、感光体ドラム１０１の回転速度が中間転写ベルト１２１の回転速度より小さくなり、感光体ドラム１０１へのトナーの移動量が増加する。その結果、電流の電流値を更に精度良く検知しつつ、トナー像の濃度を更に精度良く検知できる。

例えば、シートＰに画像を形成するときの感光体ドラム１０１の回転速度が２００ｍｍ／秒である場合、制御部２０は感光体ドラム１０１の回転速度を１００ｍｍ／秒に設定する。そして、シートＰに画像を形成するときの中間転写ベルト１２１の回転速度が２００ｍｍ／秒である場合、制御部２０は中間転写ベルト１２１の回転速度を３００ｍｍ／秒に設定する。つまり、制御部２０は、感光体ドラム１０１の回転速度を１００ｍｍ／秒に設定し、中間転写ベルト１２１の回転速度を３００ｍｍ／秒に設定する。したがって、感光体ドラム１０１の回転速度と中間転写ベルト１２１の回転速度との差がより大きくなる。

そして、感光体ドラム１０１へのトナーの移動量が更に増加するため現像部１１０から感光体ドラム１０１に流れる電流も更に増大し、中間転写ベルト１２１の回転速度が更に増加するため中間転写ベルト１２１に形成されるトナー像Ｇ２の周方向の長さＧＬ２は更に増加する。したがって、トナー像Ｇ２の厚みは、更に小さくなる。

この結果、電流の電流値を更に精度良く検知しつつ、中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の濃度を更に精度良く検知できる。

次に図５を参照して、本実施形態の制御部２０が実行する処理を説明する。図５は、本実施形態の制御部２０が実行する処理のフローチャートを示す。制御部２０が実行する処理は、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０９を含む。

ステップＳ２０１において、制御部２０は、現像部１１０が感光体ドラム１０１にトナーを供給するように、現像部１１０を制御する。処理はステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２において、制御部２０は、露光部１３が感光体ドラム１０１に静電潜像を形成するように、露光部１３を制御する。処理はステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３において、制御部２０は、中間転写ベルト１２１の回転速度が感光体ドラム１０１の回転速度よりも大きくなるように、感光体ドラム１０１の回転速度または中間転写ベルト１２１の回転速度を制御する。また、制御部２０は、中間転写ベルト１２１の回転速度が感光体ドラム１０１の回転速度よりも大きくなるように、感光体ドラム１０１の回転速度と中間転写ベルト１２１の回転速度とを制御してもよい。処理は、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４において、制御部２０は、現像部１１０がトナーによって静電潜像を現像して、静電潜像に基づくトナー像Ｇ１を感光体ドラム１０１に形成するように、現像部１１０を制御する。処理は、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５において、制御部２０は、検知部７０が検知した電流の電流値を示す検知信号ＳＧ２を受信する。処理はステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６において、制御部２０は、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像Ｇ１を中間転写ベルト１２１に転写するように、中間転写ベルト１２１を制御する。処理は、ステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７において、制御部２０は、濃度検知部１０４が検知した中間転写ベルト１２１に転写されたトナー像Ｇ２の濃度を取得する。処理は、ステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８において、制御部２０は、濃度検知部１０４が検知したトナー像Ｇ２の濃度と検知部７０が検知した電流とに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出する。処理は、ステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０９において、制御部２０は、帯電量ＱＰＭに基づいて、シートＰに画像を形成するときの条件を設定する。処理は終了する。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、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。また、上記の各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、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、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の速度、材質、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。

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法の分野に利用可能である。

１３ 露光部
２０ 制御部
７０ 検知部
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
１２１ 中間転写ベルト
Ｇ１ トナー像
Ｇ２ トナー像
Ｐ シート

Claims (7)

1. トナー像が形成される感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムから前記トナー像が転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトに転写された前記トナー像の濃度を検知する濃度検知部と、
   前記中間転写ベルトと前記感光体ドラムとのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記濃度検知部が前記トナー像の濃度を検知する期間、前記中間転写ベルトの回転速度が前記感光体ドラムの回転速度よりも大きくなるように、前記中間転写ベルトの回転速度と前記感光体ドラムの回転速度とのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する、画像形成装置。
2. 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、前記トナー像を前記感光体ドラムに形成する現像部と、
   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検知部と
   を更に備え、
   前記制御部は、前記濃度検知部が検知した前記トナー像の濃度と前記検知部が検知した電流とに基づいて、前記トナーの帯電量を算出し、
   前記帯電量に基づいて、シートに画像を形成するときの条件を設定する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記帯電量に基づいて、前記現像部から前記感光体ドラムに供給されるトナーの量と、前記現像部の現像ローラーの回転速度と、前記現像ローラーに印加する現像バイアスと、前記感光体ドラムの表面電位と、前記現像部において飛散したトナーを吸引する吸引ファンの出力とのうちの少なくとも１つを調整する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記濃度検知部が前記トナー像の濃度を検知する期間、前記中間転写ベルトの回転速度がシートに画像を形成するときの前記感光体ドラムの回転速度よりも大きくなるように、前記感光体ドラムの回転速度を制御する、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. 前記制御部は、前記濃度検知部が前記トナー像の濃度を検知する期間、前記感光体ドラムの回転速度がシートに画像を形成するときの前記中間転写ベルトの回転速度よりも小さくなるように、前記感光体ドラムの回転速度を制御する、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。
6. 前記制御部は、前記濃度検知部が前記トナー像の濃度を検知する期間、
   前記中間転写ベルトの回転速度がシートに画像を形成するときの前記中間転写ベルトの回転速度よりも大きくなるように、前記中間転写ベルトの回転速度を制御し、
   前記感光体ドラムの回転速度がシートに画像を形成するときの前記感光体ドラムの回転速度よりも小さくなるように、前記感光体ドラムの回転速度を制御し、
   前記中間転写ベルトの回転速度が前記感光体ドラムの回転速度よりも大きくなるように制御する、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。
7. トナー像を感光体ドラムに形成するステップと、
   前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を中間転写ベルトに転写するステップと、
   前記中間転写ベルトに転写された前記トナー像の濃度を検知するステップと、
   前記感光体ドラムと前記中間転写ベルトとのうちの少なくとも一方の回転速度を制御するステップと
   を包含し、
   前記制御するステップにおいて、前記検知するステップで前記トナー像の濃度を検知する期間、前記中間転写ベルトの回転速度が前記感光体ドラムの回転速度よりも大きくなるように、前記中間転写ベルトの回転速度と前記感光体ドラムの回転速度とのうちの少なくとも一方の回転速度を制御する、画像形成方法。

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