JP7271998B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

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

特許文献１に記載の画像形成装置では、キャリア電流を含む電流が現像電流として検知されている。しかしながら、キャリア電流は、トナーの移動を示すものではない。その結果、特許文献１に記載の画像形成装置では、トナーの移動を示す電流の電流値を正確に取得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、トナーの移動を示す電流の電流値を精度よく取得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、補正部とを備える。前記感光体ドラムには、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静電潜像を現像して、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、前記静電潜像が形成されている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電流とを検知する。前記補正部は、前記第２電流の電流値に基づいて前記第１電流の電流値を補正する。

本発明に係る画像形成方法は、感光体ドラムに静電潜像が形成されるステップと、トナー像を前記感光体ドラムに形成するステップと、第１電流と第２電流とを検知するステップと、第１電流の電流値を補正するステップとを含む。前記トナー像を前記感光体ドラムに形成するステップでは、現像部がトナーによって前記静電潜像を現像して、トナー像を前記感光体ドラムに形成する。前記第１電流と前記第２電流とを検知するステップは、前記トナー像が形成されている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電流とを検知する。前記第１電流の電流値を補正するステップは、前記第２電流の電流値に基づいて前記第１電流の電流値を補正する。

本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、トナーの移動を示す電流の電流値を精度よく取得できる。

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。 本実施形態に係る画像形成部の構成の一例を示す断面図である。 本実施形態に係る画像形成部の現像動作を示す図である。 本実施形態に係る静電潜像が形成された感光体ドラムの構成の一例を示す平面図である。 本実施形態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。 本実施形態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。 本実施形態に係る静電潜像が形成されていない感光体ドラムの構成の一例を示す平面図である。 本実施形態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。 本実施形態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。 本実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態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。

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。

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、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。本実施形態では、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、本実施形態に係る画像形成部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、略円柱形状又は略円筒形状を有する。そして、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、静電潜像ＧＡが形成された感光体ドラム１０１の構成について説明する。図４は、静電潜像ＧＡが形成された感光体ドラム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の表面の軸方向の長さは、第１長さＬＡである。なお、感光体ドラム１０１の表面の軸方向の長さより、現像ローラー１１２の表面の軸方向の長さが短い場合には、第１長さＬＡは、現像ローラー１１２の表面の軸方向の長さを示す。

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。

感光体ドラム１０１の第１領域ＥＡ内の所定領域には、静電潜像ＧＡが形成される。第１領域ＥＡは、静電潜像ＧＡと、部分白紙部ＥＡＡと、部分白紙部ＥＡＢとを有する。静電潜像ＧＡは、感光体ドラム１０１の軸方向において第２長さＬＢを有する。第２長さＬＢは、例えば、第１長さＬＡの半分である。静電潜像ＧＡは、感光体ドラム１０１の軸方向において感光体ドラム１０１の中央部に位置する。また、部分白紙部ＥＡＡは、感光体ドラム１０１の軸方向において感光体ドラム１０１の一端部に位置する。更に、部分白紙部ＥＡＢは、感光体ドラム１０１の軸方向において感光体ドラム１０１の他端部に位置する。

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、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、第１電流を検知する。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、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。第１電流の電流値ＪＬは、例えば、０．７μＡを示す。

第１電流は、現像電流とキャリア電流とを含む。現像電流は、静電潜像ＧＡと現像ローラー１１２との間に流れる。例えば、現像ローラー１１２の表面の現像バイアス電位は電位Ｖｄｃであり、静電潜像ＧＡの電位は電位ＶＬであるため、正帯電したトナー粒子ＴＮが現像ローラー１１２から静電潜像ＧＡに飛翔した量に対応した電流値の現像電流が流れる。

キャリア電流は、部分白紙部ＥＡＡ及び部分白紙部ＥＡＢと現像ローラー１１２との間に流れる。例えば、現像ローラー１１２の表面の現像バイアス電位は電位Ｖｄｃであり、部分白紙部ＥＡＡ及び部分白紙部ＥＡＢの電位は所定電位Ｖ０であるため、現像ローラー１１２に担持されたトナー粒子ＴＮは、感光体ドラム１０１の部分白紙部ＥＡＡ及び部分白紙部ＥＡＢに向かって飛翔せず、逆にキャリア電流が感光体ドラム１０１から現像ローラー１１２に磁気ブラシＢＲを介して流れる。詳細には、部分白紙部ＥＡＡ及び部分白紙部ＥＡＢの面積に対応した電流値のキャリア電流が流れる。

すなわち、第１電流は、トナーの移動を示す現像電流と、トナーの移動以外を示すキャリア電流とを含む。

次に、図７を参照して、静電潜像ＧＡが形成されていない感光体ドラム１０１の構成について説明する。図７は、静電潜像ＧＡが形成されていない感光体ドラム１０１の構成の一例を示す平面図である。

図７に示すように、感光体ドラム１０１の第１領域ＥＡには、静電潜像ＧＡが形成されていない。なお、静電潜像ＧＡが形成されていない場合の第１領域ＥＡは、第２領域ＥＡ２となる。

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の表面は、帯電部１０２によって、所定電位Ｖ０（Ｖ）に帯電される。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。よって、現像ローラー１１２に担持されたトナー粒子ＴＮは、感光体ドラム１０１の静電潜像ＧＡに向かって飛翔しない。

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２電流を検知する。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の電流値を示す。詳細には、第２電流の電流値Ｊ０は、第２領域ＥＡ２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。第２電流の電流値Ｊ０は、例えば、－０．２μＡを示す。

例えば、現像ローラー１１２の表面の現像バイアス電位は電位Ｖｄｃであり、第２領域ＥＡ２の電位は所定電位Ｖ０であるため、現像ローラー１１２に担持されたトナー粒子ＴＮは、感光体ドラム１０１の第２領域ＥＡ２に向かって飛翔せず、逆にキャリア電流が感光体ドラム１０１から現像ローラー１１２に磁気ブラシＢＲを介して流れる。具体的には、第２領域ＥＡ２の面積に対応した電流値のキャリア電流が流れる。

図１０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、補正部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、補正部２０ａ、露光制御部２０ｂ、及び算出部２０ｃとして機能する。

第１電流を検知する際に、露光制御部２０ｂは、感光体ドラム１０１の第１領域ＥＡ内の所定領域に露光部１３からレーザー光を照射して、感光体ドラム１０１の第１領域ＥＡ内の所定領域に静電潜像ＧＡを形成する。静電潜像ＧＡは、感光体ドラム１０１の軸方向において第２長さＬＢを有する。第２長さＬＢは、第１長さＬＡの半分以下であることが好ましい。

従って、本実施形態によれば、第１長さＬＡの半分以下である第２長さＬＢを有する静電潜像ＧＡが形成される。その結果、少量のトナーを用いて静電潜像ＧＡが形成される。よって、トナー量を削減できる。

また、第２電流を検知する際に、露光制御部２０ｂは、感光体ドラム１０１の第２領域ＥＡ２に露光部１３からレーザー光を照射しない。その結果、感光体ドラム１０１の第２領域ＥＡ２に静電潜像ＧＡを形成しない。よって、トナー量を削減できる。

補正部２０ａは、第２電流の電流値Ｊ０に基づいて第１電流の電流値ＪＬを補正する。具体的には、補正部２０ａは、第１電流の電流値ＪＬと第２電流の電流値Ｊ０とを示す検知信号ＳＧ２を、電流検知部２２から受信する。そして、補正部２０ａは、第２電流の電流値Ｊ０に基づいて第１電流の電流値ＪＬを補正する。例えば、補正部２０ａは、第２電流の電流値Ｊ０から、トナーの移動以外で生じる電流の電流値を取得する。そして、補正部２０ａは、トナーの移動以外で生じる電流の電流値を考慮して、第１電流の電流値ＪＬを補正する。補正部２０ａで補正された電流値は、トナーの移動以外で生じる電流の電流値が除外され、移動したトナーの量を示す。従って、本実施形態によれば、トナーの移動を示す電流の電流値を精度よく取得できる。

詳細には、補正部２０ａは、第２電流の電流値、第１長さＬＡ及び第２長さＬＢに基づいて、第１電流の電流値ＪＬを補正する。具体的には、補正部２０ａは、感光体ドラム１０１の軸方向において、感光体ドラム１０１の第１長さＬＡに対する静電潜像ＧＡの第２長さＬＢである第１割合を算出する。感光体ドラム１０１の軸方向における残りである第２割合が、静電潜像ＧＡでない部分白紙部の大きさを示す。一方、第２電流の電流値Ｊ０は、感光体ドラム１０１の軸方向において、第１長さＬＡを有する白紙部に流れる電流の電流値を示す。つまり、第２電流の電流値Ｊ０のうち、第２割合の電流値Ｊ０が、部分白紙部に流れる電流の電流値を示す。第２割合の電流値Ｊ０は、例えば、（１００％－５０％）×（－０．２μＡ）＝（－０．１μＡ）を示す。

その結果、補正部２０ａは、第１電流の電流値ＪＬから、第２割合の電流値Ｊ０を減算する。補正部２０ａによって補正された電流値は、例えば、０．７μＡ＋（－０．１μＡ）＝０．８μＡを示す。従って、本実施形態によれば、補正部２０ａは、第２電流の電流値Ｊ０に基づいて、第１電流の電流ＪＬを精度よく補正できる。その結果、トナーの移動を示す電流の電流値を、更に精度よく取得できる。

算出部２０ｃは、トナー像ＴＩの濃度と、補正部２０ａで補正された第１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。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ＴＩ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によって示されるトナー像ＴＩ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ＴＩを形成しているトナーの質量を示す。トナーの量Ｍは、例えば、４０ｍｇを示す。

更に、算出部２０ｃは、補正部２０ａで補正された電流値を、電流検知部２２から受信する。そして、算出部２０ｃは、電流の電流値に基づいて、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。例えば、０．１μＡの電流当たり０．１μＣの電荷が移動する。よって、０．８μＡの電流値は、０．８μＣの電荷の移動を示す。

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。トナーの帯電量ＱＰＭは、例えば、（０．８μＣ／４０ｍｇ）＝２０μＣ／ｇを示す。

従って、本実施形態によれば、トナーの移動を示す電流の電流値を精度よく取得できるため、トナー像ＴＩの帯電量を精度よく算出できる。

次に、図１１を参照して、本実施形態に係る制御部２０の処理の一例について説明する。図１１は、制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態に係る制御部２０の処理は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０６を含む。図１１に示すフローチャートの処理は、算出部２０ｃがトナーの帯電量ＱＰＭを算出する際に実行される。

まず、ステップＳ１０１において、第１領域ＥＡ内の所定領域にレーザー光を照射して、第１領域ＥＡ内の所定領域を露光し、第１領域ＥＡ内の所定領域に静電潜像ＧＡを形成するように、露光制御部２０ｂは露光部１３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、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。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、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Ｓ１０４に進む。

次に、ステップＳ１０４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Ｓ１０５に進む。

次に、ステップＳ１０５において、補正部２０ａは、第２電流の電流値Ｊ０に基づいて第１電流の電流値ＪＬを補正する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。

最後に、ステップＳ１０６において、算出部２０ｃは、トナー像ＴＩの濃度と、補正部２０ａで補正された第１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。

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１１を参照して説明したように、本実施形態では、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）本実施形態では、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）本実施形態では、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 補正部
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 (4)

1. 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静電潜像を現像して、トナー像を前記感光体ドラムに形成する現像部と、
   前記静電潜像が形成されている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電流とを検知する電流検知部と、
   前記第２電流の電流値、第１長さ及び第２長さに基づいて前記第１電流の電流値を補正する補正部と、
   前記トナー像の濃度を検知する濃度検知部と、
   前記トナー像の濃度と、前記補正部で補正された前記第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
   を備え、
   前記感光体ドラムの軸方向の長さは、前記第１長さであり、
   前記感光体ドラムには、前記感光体ドラムの軸方向において前記第２長さを有する前記静電潜像が形成され、
   前記現像部は、前記トナーによって前記第２長さを有する前記静電潜像を現像して、前記第２長さを有する前記トナー像を前記感光体ドラムに形成し、
   前記第１電流は、前記第２長さを有する前記トナー像が形成されている前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる、画像形成装置。
2. 前記第２長さは、前記第１長さの半分以下である、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記感光体ドラムは、第１領域と、前記感光体ドラムの周方向において前記第１領域と異なる第２領域とを有し、
   前記第１領域内には、前記静電潜像が形成され、
   前記第２領域内には、前記静電潜像が形成されず、
   前記第１電流は、前記第１領域と前記現像部との間に流れ、
   前記第２電流は、前記第２領域と前記現像部との間に流れ、
   前記補正部は、前記第１長さに対する前記第２長さの割合を算出して、前記割合及び前記第２電流の電流値を用いて前記第１電流の電流値を補正する、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 感光体ドラムに静電潜像が形成されるステップと、
   現像部がトナーによって前記静電潜像を現像して、トナー像を前記感光体ドラムに形成するステップと、
   前記トナー像が形成されている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電流とを検知するステップと、
   前記第２電流の電流値、第１長さ及び第２長さに基づいて前記第１電流の電流値を補正するステップと、
   前記トナー像の濃度を検知するステップと、
   前記トナー像の濃度と、前記補正するステップで補正された前記第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ステップと
   を含み、
   前記感光体ドラムの軸方向の長さは、前記第１長さであり、
   前記感光体ドラムには、前記感光体ドラムの軸方向において前記第２長さを有する前記静電潜像が形成され、
   前記現像部は、前記トナーによって前記第２長さを有する前記静電潜像を現像して、前記第２長さを有する前記トナー像を前記感光体ドラムに形成し、
   前記第１電流は、前記第２長さを有する前記トナー像が形成されている前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる、画像形成方法。

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