JP6432066B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、印刷媒体にトナー画像を形成する画像形成装置に関する。

一般的な画像形成装置では、高いカバレッジのトナー画像を感光体ドラムに形成した場合に、トナー画像に濃度ムラが発生するという問題がある。図９は、第１の搬送速度でトナーを搬送した場合のトナー濃度と現像領域の位置との関係を示したグラフである。図９において、縦軸はトナー濃度を示し、横軸は現像領域の位置を示している。

一般的な画像形成装置は、感光体ドラム及び現像器を備えている。感光体ドラムは、主走査方向に延在する中心軸を有する円筒状をなしている。現像器は、現像ローラ及び搬送スクリューを含んでいる。現像ローラは、主走査方向に延在する中心軸を有する円筒状をなしており、感光体ドラムと対向している。搬送スクリューは、現像ローラに沿って延在しており、現像ローラの一端から他端に向かってトナーを搬送しながら、該現像ローラにトナーを付与する。

ところで、相対的に高いカバレッジ（例えば、１００％）のトナー画像が感光体ドラムに形成されると、トナーの搬送方向の上流側である現像ローラの一端近傍において多くのトナーが消費される。そのため、トナーの搬送方向の下流側である現像ローラの他端近傍では、搬送スクリューにより現像ローラに供給されるトナーが不足する。その結果、図９の実線に示すように、現像ローラの他端近傍では、トナー濃度が低下してしまう。トナー濃度とは、現像ローラに付着している現像剤に含まれるトナーの割合である。トナー濃度が所定値（例えば、６％）よりも低下すると、十分な濃さを有するトナー画像を形成することが困難となる。したがって、トナー濃度が現像ローラの他端近傍で低下すると、現像ローラの他端近傍におけるトナー画像の画像濃度が、現像ローラの一端近傍におけるトナー画像の画像濃度よりも薄くなる。すなわち、トナー画像に濃度ムラが発生する。

このような問題を解決するためには、例えば、搬送スクリューによるトナーの搬送速度を大きくすることが挙げられる。図１０は、第１の搬送速度よりも大きい第２の搬送速度でトナーを搬送した場合のトナー濃度と現像領域の位置との関係を示したグラフである。これにより、現像ローラの他端近傍においても十分なトナーが供給されるようになる。その結果、図１０の実線に示すように、現像ローラの他端近傍におけるトナー濃度が所定値よりも低下することが抑制される。したがって、トナー画像に濃度ムラが発生することが抑制される。

しかしながら、搬送速度が大きくなると、現像剤の温度が上昇し、現像剤が凝集するという問題がある。

なお、画像形成装置に関連する発明としては、例えば、特許文献１に記載の現像装置が知られている。該現像装置では、現像剤担持体に保持される現像剤の層厚を均一にするために、顕像パターンの濃度に基づいて、現像剤規制部材を移動させている。したがって、特許文献１に記載の現像装置では、トナー画像の濃度ムラの抑制と現像剤の凝集の抑制とを両立させることについては言及されていない。

特開２００９−１２２３３０号公報

そこで、本発明の目的は、トナー画像の濃度ムラの抑制と現像剤の凝集の抑制とを両立できる画像形成装置を提供することである。

本発明の一形態に係る画像形成装置によれば、
第１の方向に延在する軸の周囲を所定速度で搬送される周面を有する感光体と、
前記周面に静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像をトナーにより現像する現像部と、
制御部と、
第１の検知部及び第２の検知部と、
を備えており、
前記現像部は、
前記第１の方向に延在し、かつ、前記感光体に対向することにより前記トナーを該感光体に付与する現像ローラと、
前記現像ローラに沿って前記第１の方向の一方側に向かって前記トナーを搬送しながら該現像ローラに該トナーを供給する搬送部と、
を含んでおり、
前記制御部は、前記トナーの搬送速度を第１の搬送速度に制御しつつ、前記周面において第１の点と、該第１の点から該周面の搬送方向の上流側に第１の距離だけ離れ、かつ、該第１の点から前記第１の方向の一方側に第２の距離だけ離れた第２の点とを結ぶ所定直線を含む第１のトナー画像を、前記露光部及び前記現像部に前記感光体に対して形成させ、
前記第１の距離に対する前記第２の距離の比の値は、前記所定速度に対する前記第１の搬送速度の比の値と実質的に等しく、
前記第１の検知部及び前記第２の検知部は、前記第１の方向において異なる位置において、前記第１のトナー画像の画像濃度を検知し、
前記制御部は、前記第１の検知部及び前記第２の検知部が検知した画像濃度に基づいて、印刷媒体への第２のトナー画像の形成時における前記トナーの搬送速度を決定する決定処理を実行すること、
を特徴とする。

本発明によれば、トナー画像の濃度ムラの抑制と現像剤の凝集の抑制とを両立できる。

画像形成装置１の全体構成を示した図である。 現像装置７Ｋの断面構造図である。 決定処理において中間転写ベルト１１に形成されるトナーパターンＴＰを示した図である。 反射濃度ｒ１，ｒ２と搬送部材４８Ｋの回転速度Ｒ０との関係を示したグラフである。 反射濃度ｒ１と反射濃度ｒ２との濃度差と、搬送部材４８Ｋの回転速度Ｒ０との関係を示したグラフである。 決定処理において制御部１００が行う動作を示したフローチャートである。 用紙にトナー画像を形成する際に、制御部１００が行う動作を示したフローチャートである。 変形例に係るトナーパターンＴＰを示した図である。 第１の搬送速度でトナーを搬送した場合のトナー濃度と現像領域の位置との関係を示したグラフである。 第１の搬送速度よりも大きい第２の搬送速度でトナーを搬送した場合のトナー濃度と現像領域の位置との関係を示したグラフである。

以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。

（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示した図である。図１において、紙面の左右方向を単に左右方向と呼び、紙面の前後方向を単に前後方向と呼び、紙面の上下方向を単に上下方向と呼ぶ。図２は、現像装置７Ｋの断面構造図である。上下方向は鉛直方向に一致しており、前後方向は主走査方向に一致している。また、前後方向、上下方向及び左右方向は互いに直交している。なお、ここでの方向はあくまで一例である。

画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成されている。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、用紙（印刷媒体）に画像を形成する機能を有し、図１に示すように、印刷部２、本体３、給紙カセット１５ａ、搬送ローラ対１８ａ、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙ローラ対２１、排紙トレイ２３、センサ３０ａ，３０ｂ、制御部１００、メモリ１０２、湿度センサ１０４、センサ１０６及びトルクセンサ１０８を備えている。

制御部１００は、画像形成装置１の動作を制御し、例えば、ＣＰＵにより構成されている。メモリ１０２は、所定の情報を記憶する。

本体３は、画像形成装置１の筐体であり、印刷部２、給紙カセット１５ａ、搬送ローラ対１８ａ、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙ローラ対２１、センサ３０ａ，３０ｂ、制御部１００、メモリ１０２、湿度センサ１０４及びセンサ１０６を収容している。

給紙カセット１５ａは、複数の用紙を収容することができると共に、用紙を１枚ずつ供給する。給紙カセット１５ａは、概略、用紙トレイ１６ａ及び給紙ローラ１７ａを含む。用紙トレイ１６ａには、印刷前の状態の用紙が複数枚重ねて載置される。給紙ローラ１７ａは、用紙トレイ１６ａに載置された用紙を１枚ずつ取り出す。

搬送ローラ対１８ａは、給紙カセット１５ａの右側に設けられており、給紙ローラ１７ａが取り出した用紙をタイミングローラ対１９へと搬送する。タイミングローラ対１９は、印刷部２においてトナー画像が用紙に２次転写されるように、タイミングを調整しながら用紙を搬送する。

印刷部２は、その内部においてトナー画像を形成すると共に、タイミングローラ対１９により搬送されてきた用紙にトナー画像を転写する。印刷部２は、光走査装置６、転写部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ、中間転写ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写ローラ１４、クリーニング装置１８及び作像ユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋを含んでいる。また、作像ユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋはそれぞれ、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ、クリーナー９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ及びトナーボトル４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを含んでいる。

感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、本体３内に設けられ、前後方向に延在する円筒形状をなしている。感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、前側から平面視したときに、時計回りに回転させられる。これにより、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、前後方向に延在する軸の周囲を搬送速度Ｖ１０で搬送される周面を有している。ここでの搬送速度Ｖ１０とは、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面が移動する速度を意味し、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの回転速度を意味するのではない。

帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋはそれぞれ、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面を帯電させる。光走査装置６は、制御部１００の制御により、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に対してビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを走査する。これにより、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面には静電潜像が形成される。すなわち、帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及び光走査装置６は、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に静電潜像を形成する露光部として機能する。

現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋはそれぞれ、本体３内に設けられ、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに形成された静電潜像をトナーにより現像する現像部として機能する。以下に、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋについて、現像装置７Ｋを例に挙げて説明する。

現像装置７Ｋは、図２に示すように、現像ローラ４２Ｋ、本体４４Ｋ、搬送部材４８Ｋ，５０Ｋ及びセンサ５２Ｋを含んでいる。現像ローラ４２Ｋは、前後方向に延在する円筒状をなしており、トナー及びキャリアからなる現像剤を磁力によりその周面に担持する現像剤担持体である。現像ローラ４２Ｋは、感光体ドラム４Ｋ（図２には図示せず）に対向しており、現像ローラ４２Ｋと感光体ドラム４Ｋとの間の電位差により、感光体ドラム４Ｋにトナーを付与して、静電潜像をトナー画像に現像する。

本体４４Ｋは、現像ローラ４２Ｋ、搬送部材４８Ｋ，５０Ｋ、センサ５２Ｋ及び現像剤を収容する筺体である。本体４４Ｋは、前後方向に延在しており、その内部に搬送路６０Ｋ，６２Ｋを有している。搬送路６０Ｋは、現像ローラ４２Ｋの左側において隣接しており、前後方向に延在する空間である。搬送路６２Ｋは、搬送路６０Ｋの左側において隣接しており、前後方向に延在する空間である。搬送路６０Ｋと搬送路６２Ｋとの間には、仕切り板４６Ｋが設けられている。ただし、搬送路６０Ｋの前端及び後端において、搬送路６０Ｋと搬送路６２Ｋとは繋がっている。すなわち、搬送路６０Ｋ，６２Ｋは環状の搬送路を形成している

搬送部材４８Ｋは、軸、スクリュー及びパドル（これらを総称して搬送スクリューと呼ぶ）により構成されており、搬送路６０Ｋ内において前後方向に延在している。搬送部材４８Ｋは、図示しない駆動部により軸周りに回転させられることによって、現像剤を撹拌しながら搬送する。この撹拌により、トナーが帯電する。本実施形態では、搬送部材４８Ｋは、現像ローラ４２Ｋと隣り合っているので、現像ローラ４２Ｋに沿って前側に向かって現像剤を搬送しながら現像ローラ４２Ｋに現像剤を供給する。また、搬送部材４８Ｋの回転速度と現像剤の搬送速度との間には相関関係が存在する。具体的には、搬送部材４８Ｋの回転速度が速くなれば、現像剤の搬送速度が速くなる。

搬送部材５０Ｋは、軸、スクリュー及びパドルにより構成されており、搬送路６２Ｋ内において前後方向に延在している。搬送部材５０Ｋは、図示しない駆動部により軸周りに回転させられることによって、現像剤を撹拌しながら搬送する。この撹拌により、トナーが帯電する。本実施形態では、搬送部材４８Ｋは、後ろ側に向かって現像剤を搬送する。これにより、現像剤は、上側から平面視したときに、搬送路６０Ｋ，６２Ｋを時計回りに循環する。

センサ５２Ｋは、搬送路６２Ｋに設けられており、本体４４Ｋに収容されている現像剤のトナー濃度を検知する。トナー濃度とは、現像剤に対するトナーの比率である。センサ５２Ｋは、例えば、磁気センサ等により構成されている。

また、搬送路６２Ｋは、搬送路６０Ｋよりも長い。そのため、搬送路６２Ｋの前端は、搬送路６０Ｋの前端よりも前側に位置している。そして、搬送路６２Ｋの前端において、本体４４Ｋに開口６４Ｋが設けられている。開口６４Ｋは、トナーボトル４０Ｋに接続されている。制御部１００は、センサ５２Ｋが検知したトナー濃度が所定値よりも低くなった場合には、トナーボトル４０Ｋに現像装置７Ｋに対してトナーの補給を行わせる。

中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されている。中間転写ベルト１１には、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに現像されたトナー画像が１次転写される。転写部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する役割を果たす。クリーナー９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、１次転写後に感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に残存しているトナーを回収する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、前側から平面視したときに、中間転写ベルト１１を反時計回りに駆動させる。中間転写ベルト１１の搬送速度は、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面の搬送速度Ｖ１０と実質的に同じである。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。

２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１と対向し、ドラム形状をなしている。そして、２次転写ローラ１４は、転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト１１との間を通過する用紙に対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。クリーニング装置１８は、用紙へのトナー画像の２次転写後に、中間転写ベルト１１に残存しているトナーを除去する。

トナー画像が２次転写された用紙は、定着装置２０に搬送される。定着装置２０は、用紙に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙に定着させる。

排紙ローラ対２１は、定着装置２０を通過した用紙を排紙トレイ２３上に排出する。排紙トレイ２３上には、印刷済みの用紙が積載される。

センサ３０ａ，３０ｂは、作像ユニット２２Ｋの右側（すなわち、作像ユニット２２Ｋに対して中間転写ベルト１１の搬送方向の下流側）において、中間転写ベルト１１と対向しており、中間転写ベルト１１に転写されたトナー画像の反射濃度を検知する。センサ３０ａとセンサ３０ｂとは前後方向において異なる位置において、反射濃度を検知しており、本実施形態では、センサ３０ａは、センサ３０ｂよりも後ろ側に配置されている。反射濃度は、トナー画像で反射してくる光の強度を所定の換算式により変換して得られる値であり、画像の濃さを示す画像濃度である。

湿度センサ１０４は、画像形成装置１の周囲の湿度を検知する。センサ１０６は、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが交換されたことを検知する。トルクセンサ１０８は、現像ローラ４２Ｋの回転トルクを検知する。

（画像形成装置の動作）
以下に、画像形成装置１の動作についてより詳細に説明する。画像形成装置１では、トナー画像の濃度ムラの抑制と現像剤の凝集の抑制とを両立するために、トナーパターンＴＰを形成し、該トナーパターンＴＰの反射濃度に基づいて、用紙へのトナー画像の形成時（すなわち、通常の印刷時）における搬送部材４８Ｙ，４８Ｍ，４８Ｃ，４８Ｋの回転速度を決定する。以下では、かかる動作を決定処理と呼ぶ。図３は、決定処理において中間転写ベルト１１に形成されるトナーパターンＴＰを示した図である。

制御部１００は、搬送部材４８Ｋの回転速度を回転速度Ｒ０に制御しつつ、直線Ｌを含む一定の幅を有する長方形状（すなわち、帯状）のトナーパターンＴＰを、帯電器５Ｋ、光走査装置６及び現像装置７Ｋに感光体ドラム４Ｋに対して形成させた後、転写部８Ｋに中間転写ベルト１１に対して転写させる。搬送部材４８Ｋの回転速度が回転速度Ｒ０に制御された場合には、現像剤の搬送速度は搬送速度Ｖ０である。

また、直線Ｌは、感光体ドラム４Ｋの周面及び中間転写ベルト１１において点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ直線である。点Ｐ２は、点Ｐ１から左側（中間転写ベルト１１及び感光体ドラム４Ｋの周面の搬送方向の上流側）に距離Ｌ１だけ離れ、かつ、点Ｐ１から前側に距離Ｌ２だけ離れている。距離Ｌ１に対する距離Ｌ２の比の値は、中間転写ベルト１１又は感光体ドラム４Ｋの周面の搬送速度Ｖ１０に対する現像剤の搬送速度Ｖ０の比の値と実質的に等しい。例えば、搬送速度Ｖ１０が３００ｍｍ／ｓであり、搬送速度Ｖ０が３００ｍｍ／ｓである場合には、直線Ｌは、前後方向と４５°の角度をなしている。

また、トナーパターンＴＰの左右方向（中間転写ベルト１１及び感光体ドラム４Ｋの搬送方向）の幅Ｗは、搬送部材４８Ｋが１回転させられる間に現像剤が搬送される距離よりも大きい。

センサ３０ａ，３０ｂは、前後方向において異なる位置において、トナーパターンＴＰの反射濃度ｒ１，ｒ２を検知する。本実施形態では、センサ３０ａは、トナーパターンＴＰの後端近傍の反射濃度ｒ１を検知し、センサ３０ｂは、トナーパターンＴＰの前端近傍の反射濃度ｒ２を検知する。

制御部１００は、センサ３０ａ，３０ｂが検知した反射濃度ｒ１，ｒ２に基づいて、用紙へのトナー画像の形成時における搬送部材４８Ｋの回転速度を決定する。より詳細には、制御部１００は、センサ３０ａが検知した反射濃度ｒ１とセンサ３０ｂが検知した反射濃度ｒ２との差に基づいて、用紙へのトナー画像の形成時における搬送部材４８Ｋの回転速度を決定する。本実施形態では、制御部１００は、複数種類の回転速度Ｒ１（２００ｒｐｍ、３００ｒｐｍ、４００ｒｐｍ）によりトナーパターンＴＰを形成し、各トナーパターンＴＰについて反射濃度ｒ１と反射濃度ｒ２との濃度差を求める。ただし、トナーパターンＴＰの左右方向の幅は、幅Ｗ１である。そして、センサ３０ａ，３０ｂはそれぞれ、トナーパターンＴＰがセンサ３０ａ，３０ｂの前を通過している間に、複数回にわたって反射濃度ｒ１，ｒ２を検知する。そのため、センサ３０ａ，３０ｂが検知する反射濃度ｒ１，ｒ２は一定ではないおそれがある。そこで、制御部１００は、各トナーパターンＴＰについて反射濃度ｒ１の最大値と反射濃度ｒ２の最小値との濃度差を求める。そして、制御部１００は、反射濃度ｒ１の最大値と反射濃度ｒ２の最小値との濃度差が所定値以下となるときの搬送部材４８Ｋの回転速度Ｒ１を、用紙へのトナー画像の形成時における搬送部材４８Ｋの回転速度と決定する。なお、以下では、説明の簡素化のために、反射濃度ｒ１の最大値を単に、反射濃度ｒ１と呼び、反射濃度ｒ２の最小値を単に、反射濃度ｒ２と呼ぶ。

以下に、決定処理について具体例をあげて説明する。図４は、反射濃度ｒ１，ｒ２と搬送部材４８Ｋの回転速度Ｒ０との関係を示したグラフである。縦軸は反射濃度を示し、横軸は回転速度を示す。図５は、反射濃度ｒ１と反射濃度ｒ２との濃度差と、搬送部材４８Ｋの回転速度Ｒ０との関係を示したグラフである。縦軸は濃度差を示し、横軸は回転速度を示す。

まず、制御部１００は、搬送部材４８Ｋの回転速度Ｒ０を２００ｒｐｍ、３００ｒｐｍ及び４００ｒｐｍのそれぞれに設定して、トナーパターンＴＰの反射濃度ｒ１，ｒ２をセンサ３０ａ，３０ｂに検知させる。ここで、図４に示すように、反射濃度ｒ１は、トナーパターンＴＰの後端近傍（すなわち、現像剤の搬送方向の上流側）の反射濃度であるので、回転速度Ｒ０に関わらず実質的に一定である。一方、反射濃度ｒ２は、トナーパターンＴＰの前端近傍（すなわち、現像剤の搬送方向の下流側）の反射濃度であるので、回転速度Ｒ０が増加するにしたがって増加する。したがって、反射濃度ｒ１と反射濃度ｒ２との濃度差は、回転速度Ｒ０が増加するにしたがって、減少する。ここで、反射濃度ｒ１と反射濃度ｒ２との濃度差が０．１５以下になった場合には、トナーパターンＴＰに濃度ムラがあると人に感じられにくくなる。図５によれば、反射濃度ｒ１と反射濃度ｒ２との濃度差が０．１５となる回転速度Ｒ０は、３７０ｒｐｍである。そこで、制御部１００は、回転速度Ｒ１を３７０ｒｐｍと決定する。なお、現像装置７Ｋを例に挙げて説明したが、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃについても同様である。

次に、決定処理において制御部１００が行う動作についてフローチャートを参照しながら説明する。図６は、決定処理において制御部１００が行う動作を示したフローチャートである。

まず、制御部１００は、用紙に印刷されるトナー画像のカバレッジが所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。カバレッジとは、用紙の面積に対するトナー画像の面積の比の値である。カバレッジは、例えば、制御部１００に入力してきた画像データに基づいて判定されてもよいし、制御部１００に入力してきた画像データの画質モードにより判定されてもよい。本ステップでは、制御部１００は、カバレッジに基づいて、決定処理の実行の要否を判定している。カバレッジが高いトナー画像では、トナー画像の濃度ムラが発生しやすいためである。カバレッジが所定値以上である場合には、本処理はステップＳ２に進む。一方、カバレッジが所定値以上でない場合には、決定処理が実行されずに本処理は終了する。

カバレッジが所定値以上である場合、制御部１００は、現像装置７Ｋの駆動時間が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。本ステップでは、制御部１００は、現像装置７Ｋが長期間使用されているか否かに基づいて、決定処理の実行の要否を判定している。長期間使用された現像装置７Ｋでは、トナー画像の濃度ムラが発生しやすいためである。駆動時間が所定値以上である場合には、本処理はステップＳ６に進む。一方、駆動時間が所定値以上でない場合には、本処理はステップＳ３に進む。

駆動時間が所定値以上でない場合、制御部１００は、前回に決定処理を実行した際に湿度センサ１０４が検知した湿度をメモリ１０２から読み出すと共に、現在の湿度を湿度センサ１０４に検知させる。そして、制御部１００は、これら２つの湿度の差が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。本ステップは、湿度変化が大きい場合には、トナー画像の濃度ムラが発生しやすいために行われるステップである。湿度の差が所定値以上である場合には、本処理はステップＳ６に進む。一方、湿度の差が所定値以上でない場合には、本処理はステップＳ４に進む。

湿度の差が所定値以上でない場合、制御部１００は、現像装置７Ｋが交換されたことをセンサ１０６が検知したか否かを判定する（ステップＳ４）。本ステップは、現像装置７Ｋが交換された直後では、現像剤の流動性が高いので、搬送部材４８Ｋの回転速度を遅くしても、十分な速度で現像剤が搬送されるために行われるステップである。現像装置７Ｋが交換された場合には、本処理はステップＳ６に進む。一方、現像装置７Ｋが交換されていない場合には、本処理はステップＳ５に進む。

現像装置７Ｋが交換されていない場合、制御部１００は、画像形成装置１の電源が投入されてから最初に行う用紙へのトナー画像の形成であるか否かを判定する（ステップＳ５）。本処理は、電源が投入された直後では、トナー画像の濃度ムラが発生しやすいために行われるステップである。電源が投入された直後である場合には、本処理はステップＳ６に進む。一方、電源が投入された直後ではない場合には、決定処理が実行されずに本処理は終了する。

前記ステップＳ６において、制御部１００は、搬送部材４８Ｋの回転速度Ｒ０を設定する（ステップＳ６）。本ステップでは、制御部１００は、回転速度Ｒ０を２００ｒｐｍ、３００ｒｐｍ及び４００ｒｐｍのいずれかに設定する。本ステップが１回目に実行される場合には、制御部１００は回転速度Ｒ０を２００ｒｐｍに設定し、本ステップが２回目に実行される場合には、制御部１００は回転速度Ｒ０を３００ｒｐｍに設定し、本ステップが３回目に実行される場合には、制御部１００は回転速度Ｒ０を４００ｒｐｍに設定する。

次に、制御部１００は、設定した回転速度Ｒ０により、トナーパターンＴＰを印刷部２に形成させる（ステップＳ７）。そして、制御部１００は、センサ３０ａから反射濃度ｒ１を取得し（ステップＳ８）、センサ３０ｂから反射濃度ｒ２を取得する（ステップＳ９）。なお、ステップＳ８，Ｓ９では、制御部１００は、少なくとも搬送部材４８Ｋが一回転する時間より長い時間にわたってセンサ３０ａ，３０ｂから複数回反射濃度ｒ１，ｒ２を取得する。そして、ステップＳ８では、制御部１００は、複数回取得した反射濃度ｒ１の内の最大値を反射濃度ｒ１とみなす。ステップＳ９では、制御部１００は、複数回取得した反射濃度ｒ２の内の最小値を反射濃度ｒ２とみなす。

次に、制御部１００は、反射濃度ｒ１と反射濃度ｒ２との濃度差を算出する（ステップＳ１０）。この後、制御部１００は、全ての回転速度Ｒ０により、ステップＳ７〜Ｓ１０を実行したか否かを判定する（ステップＳ１１）。本実施形態では、制御部１００は、２００ｒｐｍ，３００ｒｐｍ及び４００ｒｐｍの各回転速度Ｒ０により、ステップＳ７〜Ｓ１０を実行したか否かを判定する。全ての回転速度Ｒ０によりステップＳ７〜Ｓ１０が実行された場合には、本処理はステップＳ１２に進む。全ての回転速度Ｒ０によりステップＳ７〜Ｓ１０が実行されていない場合には、本処理はステップＳ６に戻る。

全ての回転速度Ｒ０によりステップＳ７〜Ｓ１０が実行された場合、制御部１００は、ステップＳ１０において算出した濃度差に基づいて、用紙にトナー画像を形成する際の回転速度Ｒ１を決定する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部１００は、反射濃度ｒ１と反射濃度ｒ２との濃度差が所定値（０．１５）以下になる回転速度を回転速度Ｒ１と決定する。この後、制御部１００は、現在の湿度を湿度センサ１０４から取得し、決定処理時の湿度としてメモリ１０２に記憶させる（ステップＳ１３）。以上で、本処理が終了する。

次に、用紙にトナー画像を形成する際に制御部１００が行う動作についてフローチャートを参照しながら説明する。図７は、用紙にトナー画像を形成する際に、制御部１００が行う動作を示したフローチャートである。

まず、制御部１００は、用紙に印刷されるトナー画像のカバレッジが所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。カバレッジが所定値以上である場合には、本処理はステップＳ２２に進む。一方、カバレッジが所定値以上でない場合には、本処理はステップＳ２４に進む。

カバレッジが所定値以上である場合、トナー画像に濃度ムラが発生しやすい。そこで、制御部１００は、搬送部材４８Ｋの回転速度を決定処理で決定した回転速度Ｒ１に設定する（ステップＳ２２）。搬送部材４８Ｋの回転速度が回転速度Ｒ１に制御された場合には、現像剤の搬送速度は搬送速度Ｖ１である。そして、制御部１００は、回転速度Ｒ１で現像剤を搬送させつつ、光走査装置６及び現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに対してトナー画像を形成させる（ステップＳ２３）。この後、トナー画像は、中間転写ベルト１１に転写され、用紙に転写される。以上で本処理が終了する。

カバレッジが所定値以上でない場合、トナー画像に濃度ムラが発生しにくい。そこで、制御部１００は、搬送部材４８Ｋの回転速度を回転速度Ｒ２に設定する（ステップＳ２４）。搬送部材４８Ｋの回転速度が回転速度Ｒ２に制御された場合には、現像剤の搬送速度は搬送速度Ｖ２である。回転速度Ｒ２は、回転速度Ｒ１よりも遅い。したがって、搬送速度Ｖ２は、搬送速度Ｖ１よりも遅い。そして、制御部１００は、回転速度Ｒ２で現像剤を搬送させつつ、光走査装置６及び現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに対してトナー画像を形成させる（ステップＳ２５）。この後、トナー画像は、中間転写ベルト１１に転写され、用紙に転写される。以上で本処理が終了する。

（効果）
以上のように構成された画像形成装置１によれば、トナー画像の濃度ムラの抑制と現像剤の凝集の抑制とを両立できる。より詳細には、画像形成装置１は、決定処理において、直線Ｌを含むトナーパターンＴＰを形成している。直線Ｌは、感光体ドラム４Ｋの周面及び中間転写ベルト１１において点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ直線である。点Ｐ２は、点Ｐ１から左側（中間転写ベルト１１及び感光体ドラム４Ｋの周面の搬送方向の上流側）に距離Ｌ１だけ離れ、かつ、点Ｐ１から前側に距離Ｌ２だけ離れている。更に、距離Ｌ１に対する距離Ｌ２の比の値は、中間転写ベルト１１又は感光体ドラム４Ｋの周面の搬送速度Ｖ１０に対する現像剤の搬送速度Ｖ０の比の値と実質的に等しい。例えば、搬送速度Ｖ１０が３００ｍｍ／ｓであり、搬送速度Ｖ０が３００ｍｍ／ｓである場合には、直線Ｌは、前後方向と４５°の角度をなしている。これにより、現像剤が０．１秒間で３０ｍｍだけ搬送された場合には、トナーパターンＴＰも０．１秒間で３０ｍｍだけ搬送されるようになる。よって、トナーパターンＴＰの後端を形成するのに用いられた現像剤が、トナーを消費してトナーパターンＴＰを形成しながら、トナーパターンＴＰの前端まで到達する。すなわち、特定の現像剤について、トナーを消費させながら搬送させることができる。これにより、現像装置７Ｋ内の特定の現像剤のトナー濃度を連続して低下させることができる。したがって、トナー画像に濃度ムラを発生させることができ、反射濃度ｒ１と反射濃度ｒ２とに濃度差を生じさせることができる。そこで、制御部１００は、この濃度差に基づいて、濃度ムラが視認されない搬送部材４８Ｋの回転速度の内で最も遅い回転速度Ｒ１を決定することができる。以上より、トナー画像の濃度ムラの抑制と現像剤の凝集の抑制とが両立される。

また、画像形成装置１によれば、トナー画像の濃度ムラの抑制をより効果的に両立できる。より詳細には、搬送部材４８Ｋは、軸、スクリュー及びパドルからなり、パドルとスクリューとが交互に並ぶ周期的構造を有する搬送スクリューである。そのため、スクリューに接触している現像剤が現像ローラ４２Ｋに付着する量と、パドルに接触している現像剤が現像ローラ４２Ｋに付着する量とは、異なる。すなわち、現像ローラ４２Ｋに付着する現像剤の量は、搬送部材４８Ｋの周期的構造と同様に、周期的に変化する。したがって、トナーパターンＴＰにも、前後方向及び左右方向のそれぞれにおいて周期的な濃淡が出現する。

そこで、画像形成装置１では、トナーパターンＴＰの左右方向（中間転写ベルト１１及び感光体ドラム４Ｋの搬送方向）の幅Ｗは、搬送部材４８Ｋが一回転させられる間に現像剤が搬送される距離よりも大きい。これにより、トナーパターンＴＰを右側から左側にトレースした際に、１周期の濃淡が出現するようになる。そこで、制御部１００は、センサ３０ａが検知した反射濃度ｒ１の最大値とセンサ３０ｂが検知した反射濃度ｒ２の最小値とに基づいて、回転速度Ｒ１を決定する。これにより、搬送部材４８Ｋの周期的構造によるトナーパターンＴＰの濃淡を考慮して、トナー画像の濃度ムラを抑制できる。

また、画像形成装置１によれば、以下の理由によっても、現像剤が凝集することを抑制できる。より詳細には、トナー画像のカバレッジが低い場合には、トナー画像に濃度ムラが視認されにくい。そこで、制御部１００は、トナー画像のカバレッジが所定値より小さい場合には、決定処理で決定した回転速度Ｒ１より遅い回転速度Ｒ２で現像剤を搬送させつつトナー画像を形成させる。これにより、現像剤の搬送速度が遅くなるので、現像剤の凝集が抑制される。

（その他の実施形態）
本発明に係る画像形成装置は、前記画像形成装置１に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。

なお、トナーパターンＴＰは、図３に示した、帯状に限らない。図８は、変形例に係るトナーパターンＴＰを示した図である。トナーパターンＴＰは、後端から前端（すなわち、前側）に行くにしたがって、幅が大きくなる台形状を有していてもよい。すなわち、トナーパターンＴＰの２本の斜辺は、点Ｐ１から点Ｐ２に行くにしたがって直線Ｌから離れている。現像剤の搬送速度は、温度や湿度などの環境、現像剤の劣化等の影響を受けるので、厳密に予測することが困難である。そこで、トナーパターンＴＰが図８のような台形状をなすことにより、現像剤の搬送速度が予測よりも遅い場合であっても速い場合であっても、特定の現像剤について、トナーを消費させながら搬送させることができ、特定の現像剤のトナー濃度を低下させることができる。その結果、トナー画像の濃度ムラの抑制と現像剤の凝集の抑制とをより効果的に両立できる。

なお、画像形成装置１は、搬送部材４８Ｋの回転トルクを検知するトルクセンサ１０８を更に備えていてもよい。この場合、制御部１００は、トルクセンサ１０８が検知した現在の回転トルクが、前回に決定処理を実行した際にトルクセンサ１０８が検知した回転トルクに対して所定値以上変化しているか否かを判定する。そして、制御部１００は、回転トルクが所定値以上変化している場合には、決定処理を実行し、回転トルクが所定値以上変化していない場合には、決定処理を実行しない。

なお、制御部１００は、前回に決定処理を実行した際にセンサ５２Ｋが検知したトナー濃度と、センサ５２Ｋが検知した現在のトナー濃度との差が所定値以上である場合には、決定処理を実行すると判定してもよい。

なお、センサ３０ａ，３０ｂは、中間転写ベルト１１に転写されたトナーパターンＴＰの反射濃度を検知しているが、感光体ドラム４Ｋに形成されたトナーパターンＴＰの反射濃度を検知してもよいし、用紙に形成されたトナーパターンＴＰの反射濃度を検知してもよい。

なお、画像形成装置１では、現像装置７Ｋのみについて説明を行ったが、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃについても、現像装置７Ｋと同様の決定処理が実行される。

本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、トナー画像の濃度ムラの抑制と現像剤の凝集の抑制とを両立できる点において優れている。

１：画像形成装置
２：印刷部
３：本体
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ：感光体ドラム
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ：帯電器
６：光走査装置
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ：現像装置
１１：中間転写ベルト
２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ：作像ユニット
３０ａ，３０ｂ，５２Ｋ，１０６：センサ
４２Ｋ：現像ローラ
４４Ｋ：本体
４８Ｙ，４８Ｃ，４８Ｍ，４８Ｃ，５０Ｋ：搬送部材
６０Ｋ，６２Ｋ：搬送路
１００：制御部
１０２：メモリ
１０４：湿度センサ
１０８：トルク検知部
ＴＰ：トナーパターン

Claims (15)

1. 第１の方向に延在する軸の周囲を所定速度で搬送される周面を有する感光体と、
   前記周面に静電潜像を形成する露光部と、
   前記静電潜像をトナーにより現像する現像部と、
   制御部と、
   第１の検知部及び第２の検知部と、
   を備えており、
   前記現像部は、
   前記第１の方向に延在し、かつ、前記感光体に対向することにより前記トナーを該感光体に付与する現像ローラと、
   前記現像ローラに沿って前記第１の方向の一方側に向かって前記トナーを搬送しながら該現像ローラに該トナーを供給する搬送部と、
   を含んでおり、
   前記制御部は、前記トナーの搬送速度を第１の搬送速度に制御しつつ、前記周面において第１の点と、該第１の点から該周面の搬送方向の上流側に第１の距離だけ離れ、かつ、該第１の点から前記第１の方向の一方側に第２の距離だけ離れた第２の点とを結ぶ所定直線を含む第１のトナー画像を、前記露光部及び前記現像部に前記感光体に対して形成させ、
   前記第１の距離に対する前記第２の距離の比の値は、前記所定速度に対する前記第１の搬送速度の比の値と実質的に等しく、
   前記第１の検知部及び前記第２の検知部は、前記第１の方向において異なる位置において、前記第１のトナー画像の画像濃度を検知し、
   前記制御部は、前記第１の検知部及び前記第２の検知部が検知した画像濃度に基づいて、印刷媒体への第２のトナー画像の形成時における前記トナーの搬送速度を決定する決定処理を実行すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の検知部は、前記第２の検知部よりも前記第１の方向の他方側に配置されており、
   前記制御部は、前記第１の検知部が検知した第１の画像濃度と前記第２の検知部が検知した第２の画像濃度との差に基づいて、前記印刷媒体への前記第２のトナー画像の形成時における前記トナーの搬送速度を決定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記第１の画像濃度と前記第２の画像濃度との差が所定値以下となるときの第２の搬送速度を、前記印刷媒体への前記第２のトナー画像の形成時における前記トナーの搬送速度と決定すること、
   を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送部は、搬送スクリューであり、
   前記第１のトナー画像の前記搬送方向の幅は、前記搬送スクリューが一回転させられる間に前記トナーが搬送される第３の距離よりも大きく、
   前記制御部は、前記第１の画像濃度の最大値と前記第２の画像濃度の最小値との差に基づいて、前記印刷媒体への前記第２のトナー画像の形成時における前記トナーの搬送速度を決定すること、
   を特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記第２のトナー画像のカバレッジが所定値以上である場合には、前記決定処理において決定した搬送速度で前記トナーを搬送させつつ該第２のトナー画像を、前記露光部及び前記現像部に前記感光体に対して形成させ、該第２のトナー画像のカバレッジが該所定値より小さい場合には、該決定処理で決定した搬送速度より遅い搬送速度で該トナーを搬送させつつ該第２のトナー画像を、該露光部及び該現像部に該感光体に対して形成させること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記現像部が交換されたことを検知する第３の検知部を、
   更に備えており、
   前記制御部は、前記現像部が交換されたことを前記第３の検知部が検知した場合には、前記決定処理を実行すること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記現像部の駆動時間が所定値以上である場合には、前記決定処理を実行すること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 湿度を検知する湿度検知部を、
   更に備えており、
   前記制御部は、前回に前記決定処理を実行した際に前記湿度検知部が検知した湿度と、該湿度検知部が検知した現在の湿度との差が所定値以上である場合には、前記決定処理を実行すること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記搬送部は、搬送スクリューであり、
   前記画像形成装置は、
   前記搬送スクリューの回転トルクを検知するトルク検知部を、
   更に備えており、
   前記制御部は、前記トルク検知部が検知した現在の回転トルクが、前回に前記決定処理を実行した際に該トルク検知部が検知した回転トルクに対して所定値以上増加している場合には、該決定処理を実行すること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、電源が投入された直後である場合には、前記決定処理を実行すること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記現像部に収容されている現像剤に対するトナーの比率を検知するトナー検知部を、
    更に備えており、
    前記制御部は、前回に前記決定処理を実行した際に前記トナー検知部が検知した比率と、該トナー検知部が検知した現在の比率との差が所定値以上である場合には、前記決定処理を実行すること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記感光体に形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルトを、
    更に備えており、
    前記第１の検知部及び前記第２の検知部は、前記中間転写ベルトに転写された前記第１のトナー画像の画像濃度を検知すること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記第１の検知部及び前記第２の検知部は、前記感光体の前記周面に形成された前記第１のトナー画像の画像濃度を検知すること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 前記第１の検知部及び前記第２の検知部は、前記印刷媒体に形成された前記第１のトナー画像の画像濃度を検知すること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の画像形成装置。
15. 前記制御部は、前記第２のトナー画像のカバレッジが所定値以上である場合には、前記決定処理を実行し、該第２のトナー画像のカバレッジが所定値以上でない場合には、該決定処理を実行しないこと、
    を特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の画像形成装置。

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