JP7281072B2 - 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、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、トナーを多く消費するトナー像を形成する場合、現像ローラーから感光体ドラムに移動するトナーの単位時間当たりのトナーの量が多くなり、現像電流が過大になって規定の検知レンジを超える可能性がある。したがって、現像電流を規定の検知レンジ内で適切に検知できない可能性がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、トナーを多く消費するトナー像を形成する場合であっても電流を規定の検知レンジ内で適切に検知できる画像形成装置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、現像部と、検知部と、制御部とを備える。前記現像部は、トナーによってトナー像を前記感光体ドラムに形成する。前記検知部は、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。前記制御部は、前記感光体ドラムの回転速度を制御する。前記制御部は、前記現像部が予め定められた形状のトナー像を前記感光体ドラムに形成する場合に、前記感光体ドラムの回転速度を第１回転速度から前記第１回転速度よりも遅い第２回転速度で回転するように、前記感光体ドラムを制御する。前記第１回転速度は、シートにトナー像を形成する際の前記感光体ドラムの回転速度を示す。前記現像部は、前記第２回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記トナー像を形成する。前記検知部は、前記第２回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記トナー像を形成するときに、前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる前記電流を検知する。

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、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、トナーによってトナー像を前記感光体ドラムに現像部が形成する。前記検知するステップは、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部が検知する。前記制御するステップは、前記感光体ドラムの回転速度を制御部が制御する。前記制御するステップにおいて、前記現像部が予め定められた形状のトナー像を前記感光体ドラムに形成する場合に、前記感光体ドラムの回転速度を第１回転速度から前記第１回転速度よりも遅い第２回転速度で回転するように、前記感光体ドラムを制御する。前記第１回転速度は、シートにトナー像を形成する際の前記感光体ドラムの回転速度を示す。前記形成するステップにおいて、前記第２回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記トナー像を前記現像部が形成する。前記検知ステップにおいて、前記第２回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記トナー像を形成するときに、前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる前記電流を前記検知部が検知する。

本発明によれば、トナーを多く消費するトナー像を形成する場合であっても電流を規定の検知レンジ内で適切に検知できる。

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の構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態における、予め定められた形状のトナー像の一例を示す図である。 本発明の実施形態における、第２回転速度で回転する感光体ドラムに予め定められた形状のトナー像を形成するときの検知部の検知結果を示すグラフである。 第１回転速度で回転する感光体ドラムに予め定められた形状のトナー像を形成するときの検知部の検知結果を示すグラフである。 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。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、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、中間転写ベルト１２ａと駆動ローラー１２ｂと濃度検知部１０４とを備える。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。その結果、シートＰに画像が形成される。

濃度検知部１０４は、中間転写ベルト１２ａ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を測定して、トナー像の厚みを検知する。

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を出力する。検知信号は、例えば、電圧信号である。

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。例えば、制御部２０は、感光体ドラム１０１の回転速度を制御する。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、クリーニング部１０３と、現像部１１０、及び帯電部１０２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、所定の回転速度で回転する。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。

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。

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、第２回転速度で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では、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に連通される。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。現像ローラー１１２は、所定の速度で回転する。現像ローラー１１２の回転速度は、制御部２０によって制御される。

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。

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。

また、クリーニング部１０３は、感光体ドラム１０１の表面を研磨する。具体的には、クリーニング部１０３のクリーニングブレード１０３ａは、感光体ドラム１０１の表面に形成された予め定められた形状のトナー像を感光体ドラム１０１の表面に押し付け、トナー像を構成するトナーを移動させる。この結果、感光体ドラム１０１の表面を研磨できる。

引き続き図２を参照して、画像形成装置１００の詳細を説明する。図２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。

次に、図３を参照して、予め定められた形状のトナー像Ｇについて詳しく説明する。

図３は、予め定められた形状のトナー像Ｇの一例を示す図である。図３に示すように、予め定められた形状のトナー像Ｇは、幅ＧＷ、及び長さＧＬを有する。幅ＧＷは、感光体ドラム１０１の軸方向の長さを示し、長さＧＬは、感光体ドラム１０１の周方向の長さを示す。予め定められた形状のトナー像Ｇの幅ＧＷは、例えば、２００ｍｍである。予め定められた形状のトナー像Ｇの長さＧＬは、例えば、１０ｍｍである。

予め定められた形状のトナー像Ｇは、例えば、矩形状のソリッド画像である。一般的にソリッド画像は、多量のトナーを使用する。

現像部１１０が予め定められた形状のトナー像Ｇを感光体ドラム１０１に形成する場合に、制御部２０は、感光体ドラム１０１が第１回転速度から第１回転速度よりも遅い第２回転速度で回転するように、感光体ドラム１０１を制御する。第１回転速度は、シートＰにトナー像を形成する際の感光体ドラム１０１の回転速度を示す。

また、検知部７０は、第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇを形成するときに、感光体ドラム１０１と現像部１１０との間に流れる電流を検知する。

第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１に移動するトナーの単位時間当たりのトナーの量は、第１回転速度で回転する感光体ドラム１０１に移動するトナーの単位時間当たりのトナーの量と比較して、少ない。単位時間当たりのトナーの量が少なくなることで、現像部１１０から感光体ドラム１０１に流れる電流の電流値が小さくなる。したがって、トナーを多く消費するトナー像を形成する場合であっても、検知結果が規定の検知レンジを超えることを抑制できる。この結果、トナーを多く消費するトナー像を形成する場合であっても規定の検知レンジ内で適切に電流を検知できる。

例えば、図３に示すように、予め定められた形状のトナー像Ｇを第１回転速度で回転する感光体ドラム１０１に形成する場合、トナーの単位時間当たりのトナーの量が多くなり、現像部１１０から感光体ドラム１０１に流れる電流の電流値が大きくなる。したがって、検知結果が規定の検知レンジを超える場合がある。

一方、予め定められた形状のトナー像Ｇを第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１に形成する場合、トナーの単位時間当たりのトナーの量は少ないため、現像部１１０から感光体ドラム１０１に流れる電流の電流値は小さくなる。この結果、トナーを多く消費するトナー像を形成する場合であっても規定の検知レンジ内で適切に電流を検知できる。

また、本実施形態の予め定められた形状のトナー像Ｇは、互いに対向する一対の第１縁ＥＧ１と互いに対向する一対の第２縁ＥＧ２とを有する。予め定められた形状のトナー像Ｇは、一対の第１縁ＥＧ１と一対の第２縁ＥＧ２とに囲まれる領域に形成される。一対の第１縁ＥＧ１は、感光体ドラム１０１の周方向に互いに間隔をあけて、感光体ドラム１０１の軸方向に沿って延びている。一対の第２縁ＥＧ２は、感光体ドラム１０１の軸方向に互いに間隔をあけて、感光体ドラム１０１の周方向に沿って延びている。電流が規定の検知レンジを超えることを抑制できるため、検知部７０は多量のトナーを使用するソリッド画像であっても電流を検知できる。

また、本実施形態の制御部２０は、トナーの第１総量とトナーの第２総量とが等しくなるように、現像部１１０を制御する。第１総量は、第１回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇを形成する際に現像部１１０から感光体ドラム１０１に供給されるトナーの総量を示す。第２総量は、第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇを形成する際に現像部１１０から感光体ドラム１０１に供給されるトナーの総量を示す。

したがって、第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１と現像部１１０との間に流れる電流の電流値から、第１回転速度で回転する感光体ドラム１０１と現像部１１０との間に流れる電流の電流値を推定できる。そして、推定した電流値に基づいて、第１回転速度で感光体ドラム１０１を回転させて実行するジョブの電流値を推定できる。

なお、予め定められた形状のトナー像Ｇを形成するために使用されるトナーの総量は、記憶部２１に記憶されている。

また、本実施形態の予め定められた形状のトナー像Ｇは、リフレッシュ処理を実行するときに形成される。リフレッシュ処理は、感光体ドラム１０１の表面を研磨する処理である。

リフレッシュ処理を実行するときに、制御部２０は、露光部１３が予め定められた形状の露光パターンを感光体ドラム１０１に露光して予め定められた形状の露光パターンを示す静電潜像を形成するように、露光部１３を制御する。更に、制御部２０は、現像部１１０が静電潜像を現像して、予め定められた形状のトナー像Ｇ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。

感光体ドラム１０１のリフレッシュ処理時に予め定められた形状のトナー像Ｇを形成して検知部７０が電流を検知できる。つまり、リフレッシュ処理で消費するトナーを使用して電流の検知が可能となる。したがって、電流の検知のためだけにトナーを消費する場合と比較して、トナーの消費を抑制できる。

次に、図２～図４を参照して、予め定められた形状のトナー像Ｇを感光体ドラム１０１に形成するときの検知部７０の検知結果について詳しく説明する。

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して電流の電流値を示す検知信号ＳＧを出力する。制御部２０には、検知信号ＳＧが入力される。したがって、検知部７０は規定の検知レンジ内の電流値を示す検知信号ＳＧを出力できる。この結果、制御部２０によって検知信号ＳＧの入力レンジが一定の範囲に制限される場合に、検知信号ＳＧのレベルが入力レンジを超えることを抑制できる。

なお、本実施形態では、制御部２０の入力レンジが一定の範囲に制限される。例えば、制御部２０の入力レンジを超える検知信号ＳＧを制御部２０に入力しても、制御部２０は感光体ドラム１０１と現像部１１０との間を流れる電流の適正な電流値を取得できない。適正な電流値を取得するためには、制御部２０の入力レンジを超えないレベルの検知信号ＳＧを検知部７０から出力する必要がある。したがって、制御部２０の入力レンジに合わせて、検知部７０の検知レンジを規定している。

図４は、第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇを形成するときの検知部７０の検知結果を示すグラフである。図４では、検知部７０が出力した検知信号ＳＧは、電圧で表される。図４では、検知部７０の検知結果は、折れ線Ｇ１によって表される。図４において、横軸は時間（Ｔ）を示し、縦軸は検知部７０から出力された電圧値（Ｖ）を示す。

横軸には、時刻Ｔ１と時刻Ｔ２とが表される。時刻Ｔ１は、第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇの形成を現像部１１０が開始した時刻を示す。時刻Ｔ２は、第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇの形成を現像部１１０が終了した時刻を示す。

縦軸には、電圧値Ｖａと電圧値Ｖｂと電圧値Ｖｃと電圧値Ｖｄとが表される。電圧値Ｖａは、制御部２０の入力レンジにおいて最小の値を示す電圧値である。電圧値Ｖｂは、制御部２０の入力レンジにおいて最大の値を示す電圧値である。電圧値Ｖｃは、感光体ドラム１０１のうちの予め定められた形状のトナー像Ｇが形成されていない部分の電圧値を示す。電圧値Ｖｄは、感光体ドラム１０１のうちの予め定められた形状のトナー像Ｇが形成されている部分の電圧値を示す。

また、本実施形態の検知部７０は、感光体ドラム１０１と現像部１１０との間に流れる電流の電流値が小さくなればなるほど、大きな電圧値を示す検知信号ＳＧを出力する。一方、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の電流値が大きくなればなるほど、小さな電圧値を示す検知信号ＳＧを出力する。

例えば、図４に示すように、検知部７０は、時刻Ｔ１までの期間に電圧値Ｖｃを出力している。時刻Ｔ１までの期間では、感光体ドラム１０１においてトナー像が形成されない部分と現像ローラー１１２とが対向する。トナー像が形成されない部分には、現像ローラー１１２からトナーが移動しない。したがって、時刻Ｔ１までの期間で検知部７０が検知する電流値は小さくなり、検知部７０は大きい電圧値を出力する。

また、図４に示すように、検知部７０は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間に電圧値Ｖｄを出力している。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間では、トナー像が形成される部分と現像ローラー１１２とが対向する。トナー像が形成される部分は、静電潜像が形成された部分である。トナー像が形成される部分には、現像ローラー１１２からトナーが移動する。したがって、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間で検知部７０が検知する電流値は大きくなり、検知部７０は小さい電圧値を出力する。

次に、図４と図５とを参照して、感光体ドラム１０１が第１回転速度で回転する場合の検知部７０の検知結果と感光体ドラム１０１が第２回転速度で回転する場合の検知部７０の検知結果とを説明する。

図５は、第１回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇを形成するときの検知部７０の検知結果を示すグラフである。

図５では、検知部７０が出力した電圧値は、折れ線Ｇ２によって表される。折れ線Ｇ２は、実線部分と破線部分とを含む。折れ線Ｇ２の実線部分は、制御部２０の入力レンジに含まれる。折れ線Ｇ２の破線部分は、制御部２０の入力レンジに含まれない。

図５において、横軸は時間（Ｔ）を示し、縦軸は検知部７０から出力された電圧値（Ｖ）を示す。

横軸には、時刻Ｔ３と時刻Ｔ４とが表される。時刻Ｔ３は、第１回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇの形成を現像部１１０が開始した時刻を示す。時刻Ｔ４は、第１回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇの形成を現像部１１０が終了した時刻を示す。図５に示す時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの期間は、図４に示す時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間と比較して短い。

縦軸には、電圧値Ｖａと電圧値Ｖｂと電圧値Ｖｃとが表される。

図５に示すように、検知部７０は、時刻Ｔ３までの期間に電圧値Ｖｃを出力している。電圧値Ｖｃは、制御部２０の入力レンジ内に収まる。また、検知部７０は、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの期間に電圧値Ｖａを出力している。また、検知部７０は電圧値Ｖａを連続して出力している。したがって、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの検知部７０の検知結果は、制御部２０の入力レンジを超える。

図５では、感光体ドラム１０１が第１回転速度で回転するため、感光体ドラム１０１の回転速度が第２回転速度より速い。したがって、感光体ドラム１０１が第２回転速度で回転する場合と比較して、現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に移動するトナーの単位時間当たりのトナーの量は多い。この結果、感光体ドラム１０１が第２回転速度で回転する場合と比較して、現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に流れる電流値が大きくなる。

更に、現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に流れる電流値が大きくなるため、検知部７０が出力する電圧値は、感光体ドラム１０１が第２回転速度で回転する場合と比較して小さくなる。したがって、予め定められた形状のトナー像Ｇのようなトナーを多く消費するトナー像を形成する場合、図５に示す折れ線Ｇ２のように、電流が規定の検知レンジを超えるため、検知信号ＳＧのレベルが制御部２０の入力レンジを超える。

一方、図４では、感光体ドラム１０１が第２回転速度で回転するため、感光体ドラム１０１の回転速度が第１回転速度より遅い。したがって、感光体ドラム１０１が第１回転速度で回転する場合と比較して、現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に移動するトナーの単位時間当たりのトナーの量を少なくできる。この結果、感光体ドラム１０１が第１回転速度で回転する場合と比較して、現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に流れる電流値が小さくなる。

更に、現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に流れる電流値が小さいため、検知部７０が出力する電圧値は、感光体ドラム１０１が第１回転速度で回転する場合と比較して大きくなる。したがって、予め定められた形状のトナー像Ｇのようなトナーを多く消費するトナー像を形成する場合であっても、図４に示す折れ線Ｇ１のように、電流が規定の検知レンジを超えることを抑制できる。この結果、検知信号ＳＧのレベルが制御部２０の入力レンジを超えることを抑制できる。

また、本実施形態の制御部２０は、検知部７０の検知結果に基づいて、シートＰに画像を形成するときの条件を設定する。検知部７０の検知結果からトナーの帯電量を推定できる。したがって、推定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、適切な条件でシートＰに画像を形成できる。

例えば、検知部７０の検出した電流が大きい場合、トナーの帯電量も大きいと推定できる。また、検知部７０が検出した電流が小さい場合、トナーの帯電量も小さいと推定できる。つまり、検知部７０が検出した電流の電流値からシートＰに画像を形成するときの条件を設定できる。

また、本実施形態の制御部２０は、検知部７０の検知結果に基づいて、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、検知部７０の検知結果の変化からシート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、検知部７０の検知結果に基づいて、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、検知部７０の検知結果に基づいて、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、検知部７０の検知結果に基づいて、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、制御部２０は、トナーの総量と、電流値とに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出してもよい。具体的には、制御部２０は、記憶部２１からトナーの総量を取得する。更に、制御部２０は、電流値を示す信号を、検知部７０から受信する。そして、制御部２０は、受信した電流値に基づいて、予め定められた形状のトナー像Ｇ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、トナーの総量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。したがって、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。

制御部２０は、トナーの帯電量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。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、適切な条件でシートＰに画像を形成できる。

また、本実施形態の制御部２０は、トナーの帯電量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つを調整してもよい。

次に、図６を参照して、本実施形態の制御部２０が実行する処理を詳細に説明する。図６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である。制御部２０が実行する処理は、ステップＳ２０１～ステップＳ２１０を含む。

ステップＳ２０１において、制御部２０はリフレッシュ処理を実行するか否かを判定する。リフレッシュ処理を実行しない場合（ステップＳ２０１において、Ｎｏ）、処理はステップＳ２０９に進む。リフレッシュ処理を実行する場合（ステップＳ２０１において、Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０１でＹｅｓの場合、ステップＳ２０２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Ｓ２０３に進む。

ステップＳ２０３において、制御部２０は、感光体ドラム１０１が第２回転速度で回転するように、感光体ドラム１０１を制御する。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、第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇを現像部１１０が形成するように、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、第２回転速度で回転する感光体ドラム１０１に予め定められた形状のトナー像Ｇを形成するときに、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が検知するように、検知部７０を制御する。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、検知部７０の検知結果に基づいて、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、ステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７において、制御部２０は、クリーニング部１０３が感光体ドラム１０１の表面を研磨するように、クリーニング部１０３を制御する。処理は、終了する。

ステップＳ２０１でＮｏの場合、ステップＳ２０８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。なお、現像部１１０が感光体ドラム１０１に供給するトナーの量は、ジョブに対応するトナーの量である。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、感光体ドラム１０１が第１回転速度で回転するように、感光体ドラム１０１を制御する。処理は、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０において、制御部２０は、ジョブに対応するトナー像を第１回転速度で回転する感光体ドラム１０１に現像部１１０が形成するように、現像部１１０を制御する。処理は、ステップＳ２０７に進む。

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。

２０ 制御部
７０ 検知部
１００ 画像形成装置
１０１ 感光体ドラム
１１０ 現像部
ＥＧ１ 第１縁
ＥＧ２ 第２縁
Ｐ シート

Claims (7)

1. 感光体ドラムと、
   トナーによっ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、
   前記感光体ドラムの回転速度を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記現像部が予め定められた形状の前記トナー像を前記感光体ドラムに形成する場合に、前記感光体ドラムの回転速度を第１回転速度から前記第１回転速度よりも遅い第２回転速度で回転するように、前記感光体ドラムを制御し、
   前記第１回転速度は、シートに前記トナー像を形成する際の前記感光体ドラムの回転速度を示し、
   前記感光体ドラムの表面を研磨するリフレッシュ処理を実行するときに、前記感光体ドラムに前記予め定められた形状の前記トナー像を前記現像部が形成するように、前記現像部を制御し、
   前記現像部は、前記第２回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記トナー像を形成し、
   前記検知部は、前記第２回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記トナー像を形成するときに、前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる前記電流を検知する、画像形成装置。
2. 前記予め定められた形状の前記トナー像は、互いに対向する一対の第１縁と互いに対向する一対の第２縁とを有し、
   前記一対の第１縁は、前記感光体ドラムの周方向に互いに間隔をあけて、前記感光体ドラムの軸方向に沿って延びており、
   前記一対の第２縁は、前記感光体ドラムの軸方向に互いに間隔をあけて、前記感光体ドラムの周方向に沿って延びており、
   前記一対の第１縁と前記一対の第２縁とに囲まれる領域に前記トナー像が形成される、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記トナーの第１総量と前記トナーの第２総量とが等しくなるように、前記現像部を制御し、
   前記第１総量は、前記第１回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記予め定められた形状の前記トナー像を形成する際に前記現像部から前記感光体ドラムに供給される前記トナーの総量を示し、
   前記第２総量は、前記第２回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記予め定められた形状の前記トナー像を形成する際に前記現像部から前記感光体ドラムに供給される前記トナーの総量を示す、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記検知部の検知結果に基づいて、シートに画像を形成するときの条件を設定する、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記検知部の検知結果に基づいて、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４に記載の画像形成装置。
6. 前記検知部は、前記電流の電流値を示す検知信号を出力し、
   前記制御部には、前記検知信号が入力される、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. トナーによってトナー像を感光体ドラムに現像部が形成するステップと、
   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部が検知するステップと、
   前記感光体ドラムの回転速度を制御部が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、前記現像部が予め定められた形状の前記トナー像を前記感光体ドラムに形成する場合に、前記感光体ドラムの回転速度を第１回転速度から前記第１回転速度よりも遅い第２回転速度で回転するように、前記感光体ドラムを制御し、
   前記第１回転速度は、シートに前記トナー像を形成する際の前記感光体ドラムの回転速度を示し、
   前記感光体ドラムの表面を研磨するリフレッシュ処理を実行するときに、前記感光体ドラムに前記予め定められた形状の前記トナー像を前記現像部が形成するように、前記現像部を制御し、
   前記形成するステップにおいて、前記第２回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記トナー像を前記現像部が形成し、
   前記検知するステップにおいて、前記第２回転速度で回転する前記感光体ドラムに前記トナー像を形成するときに、前記感光体ドラムと前記現像部との間に流れる前記電流を前記検知部が検知する、画像形成方法。

Images