(57)【要約】【課題】二成分現像方式が適用された現像装置を含む画像形成装置において、トナーの帯電量を精度よくかつ効率的に測定する。【解決手段】画像形成装置１０は、モード制御部９８４を備える。モード制御部９８４は、非現像動作時に、画像形成部１３において感光体ドラム２０上に複数の測定用トナー像を形成し、濃度センサー１００によって検出される複数の測定用トナー像の濃度に基づいて、または、当該複数の測定用トナー像の濃度に加え複数の測定用トナー像が形成される際に現像ローラー２３１を流れる現像電流の直流成分に基づいてトナーの帯電量を取得する。モード制御部９８４は、所定の選択情報に基づいて、測定用トナー像の画像パターンを選択する。【選択図】図６
2020052240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸心回りに回転され、表面上に予め設定された画像形成領域を有し、当該画像形成領域に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムを所定の帯電電位に帯電する帯電装置と、
前記帯電電位に帯電された前記感光体ドラムの前記画像形成領域を所定の画像情報に応じて前記軸心と平行な主走査方向および前記主走査方向と直交する副走査方向に沿って露光することで前記静電潜像を形成する露光装置と、
所定の現像ニップ部において前記感光体ドラムに対向して配置される現像装置であって、回転され周面にトナーおよびキャリアからなる現像剤を担持するとともに前記感光体ドラムにトナーを供給することで前記トナー像を形成する現像ローラーを含む現像装置と、
をそれぞれ有し、互いに異なる色のトナー像を形成する、複数の画像形成部と、
前記複数の画像形成部の前記感光体ドラム上に担持された前記トナー像が重畳的に一次転写されることを許容し前記重畳された前記トナー像を担持する中間転写ベルトを含む中間転写ユニットと、
前記中間転写ベルトから前記トナー像をシートに転写する二次転写部と、
直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記複数の画像形成部の前記現像ローラーにそれぞれ印加可能な現像バイアス印加部と、
前記感光体ドラムまたは前記中間転写ベルトに対向して配置され、前記トナー像の濃度を検出する少なくとも一つの濃度検出部と、
前記感光体ドラム上に前記トナー像が形成される現像動作時とは異なる非現像動作時に、前記複数の画像形成部のうちの少なくとも一の画像形成部において、前記帯電装置、前記露光装置および前記現像バイアス印加部を制御して前記感光体ドラム上に複数の測定用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度に基づいて、または、当該複数の測定用トナー像の濃度に加え前記複数の測定用トナー像が形成される際に前記現像ローラーと前記現像バイアス印加部との間を流れる現像電流の直流成分に基づいて、前記感光体ドラム上に形成された前記測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する帯電量取得動作を実行する帯電量取得部と、
前記測定用トナー像の少なくとも前記画像形成領域における配置および画像密度に関する情報を含む複数の画像パターンを予め記憶する記憶部と、
所定の選択情報に基づいて、前記記憶部に記憶される前記複数の画像パターンから前記帯電量取得動作時に前記画像形成領域に形成される前記測定用トナー像の前記画像パターンを選択する画像パターン選択部と、
を備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記画像パターン選択部は、前記選択情報として、前記トナー像が転写された前記シートの印字枚数情報、前記シート上に形成された前記トナー像の印字率情報、前記現像ローラーの駆動時間情報、少なくとも前記トナー像が形成される前記シート同士の間隔に関する情報を含む印字モード情報、温度および湿度のうちの少なくとも一方を含む環境情報のうちの少なくとも一つの情報に基づいて、前記測定用トナー像の前記画像パターンを選択する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置は、
前記現像ローラーを回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングに配置され、前記現像剤が前記現像ローラーに沿って前記主走査方向と平行な第１方向に搬送されることを許容する第１搬送路と、
前記第１搬送路に隣接するように前記ハウジングに配置され、前記現像剤が前記第１方向とは反対の第２方向に搬送されることを許容する第２搬送路と、
前記第１方向における前記第１搬送路および前記第２搬送路の両端部を互いに連通させるように、前記第１搬送路および前記第２搬送路を画定する仕切り部と、
前記第１搬送路に回転可能に配置され、前記現像剤を前記第１方向に搬送するとともに前記現像ローラーに供給する第１搬送部材と、
前記第２搬送路に回転可能に配置され、前記現像剤を前記第２方向に搬送する第２搬送部材と、
を有し、
前記少なくとも一つの濃度検出部は、
前記主走査方向における前記画像形成領域の前記第１方向上流側部分に対応する位置に配置された第１濃度検出部と、
前記主走査方向における前記画像形成領域の前記第１方向下流側部分に対応する位置に配置された第２濃度検出部と、
を有し、
前記記憶部は、前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部および前記第２濃度検出部に対向する領域を含むように前記主走査方向に沿って連続的に延びる測定用トナー像を含む第１画像パターンを記憶している、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第１測定用トナー像と、前記複数の画像形成部のうちの前記一の画像形成部とは異なる他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第１測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置される第２測定用トナー像と、を含む第２画像パターンを記憶している、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第３測定用トナー像と、前記複数の画像形成部のうちの前記一の画像形成部とは異なる他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第３測定用トナー像と前記主走査方向において重なる位置に配置される第４測定用トナー像と、を含む第３画像パターンを記憶している、請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第３画像パターンの前記第３測定用トナー像および前記第４測定用トナー像は、前記画像形成領域の前記主走査方向における中心部を跨ぐようにそれぞれ配置されている、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第５測定用トナー像と、前記複数の画像形成部のうちの前記一の画像形成部とは異なる他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第５測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置される第６測定用トナー像と、前記他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域で前記第５測定用トナー像に対して前記副走査方向に間隔をおいた位置に配置され前記第６測定用トナー像と同じ画像密度を有する第７測定用トナー像と、前記一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第７測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置され前記第５測定用トナー像と同じ画像密度を有する第８測定用トナー像と、を含む第４画像パターンを記憶している、請求項３乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像パターン選択部は、前記印字率情報として、所定の印字枚数における前記トナー像の印字率の平均値が予め設定された閾値を超えた場合に、前記第４画像パターンを前記測定用トナー像の前記画像パターンとして選択する、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第９測定用トナー像と、前記複数の画像形成部のうちの前記一の画像形成部とは異なる他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第９測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置される第１０測定用トナー像と、前記他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域で前記第９測定用トナー像に対して前記副走査方向に間隔をおいた位置に配置され前記第１０測定用トナー像とは異なる画像密度を有する第１１測定用トナー像と、前記一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第１１測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置され前記第９測定用トナー像とは異なる画像密度を有する第１２測定用トナー像と、を含む第５画像パターンを記憶している、請求項３乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第９測定用トナー像および前記第１０測定用トナー像はベタ画像からなり、前記第１１測定用トナー像および前記第１２測定用トナー像はハーフトーン画像からなる、請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像パターン選択部は、前記印字率情報として、所定の印字枚数における前記トナー像の印字率の平均値が予め設定された閾値を下回った場合に、前記第５画像パターンを前記測定用トナー像の前記画像パターンとして選択する、請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像パターン選択部は、前記印字率情報として、所定の印字枚数における前記トナー像の印字率の平均値が予め設定された閾値を下回り、かつ、前記印字モード情報として、前記トナー像が形成される前記シート同士の間隔が予め設定された閾値を超えた場合に、前記第５画像パターンを前記測定用トナー像の前記画像パターンとして選択する、請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記第１１測定用トナー像と前記第１２測定用トナー像とは、前記主走査方向において重なる位置に配置される、請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記第１１測定用トナー像および前記第１２測定用トナー像は、前記画像形成領域の前記主走査方向における中心部を跨ぐようにそれぞれ配置されている、請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記複数の画像形成部は、前記感光体ドラムに当接し前記感光体ドラムの表面に付着したトナーを捕集するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードによって捕集された前記トナーを前記第１方向に搬送するクリーニング搬送部材と、を有するクリーニング装置をそれぞれ更に備え、
前記第９測定用トナー像および前記第１１測定用トナー像はベタ画像からなり、前記第１０測定用トナー像および前記第１２測定用トナー像はハーフトーン画像からなる、請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記複数の画像形成部は、前記感光体ドラムに当接し前記感光体ドラムの表面に付着したトナーを捕集するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードによって捕集された前記トナーを前記第１方向に沿って搬送するクリーニング搬送部材と、を有するクリーニング装置をそれぞれ更に備え、
第１画像パターンのうち前記第１濃度検出部および前記第２濃度検出部に対向する領域の前記副走査方向における幅よりも、前記第１濃度検出部と前記第２濃度検出部との間の領域の前記副走査方向における幅が小さく設定されている、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記複数の画像形成部は、前記感光体ドラムに当接し前記感光体ドラムの表面に付着したトナーを捕集するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードによって捕集された前記トナーを前記第１方向または前記第２方向に沿って搬送するクリーニング搬送部材と、を有するクリーニング装置をそれぞれ更に備え、
前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第１３測定用トナー像と、前記一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第１３測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置される第１４測定用トナー像と、前記一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記第１３測定用トナー像と前記第１４測定用トナー像との間に間隔をおいて配置される第１５測定用トナー像とを含む第６画像パターンを記憶している、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記帯電量取得部は、前記非現像動作時として、一のシートと前記一のシートの次の他のシートとの間の紙間に対応する時に、前記感光体ドラム上に前記測定用トナー像を形成する、請求項１乃至１７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記パターン画像選択部は、前記帯電量取得動作によって取得された前記トナーの帯電量に応じて、次に実行される帯電量取得動作時に前記画像形成領域に形成される前記測定用トナー像の前記画像パターンを選択する、請求項１乃至１８の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記記憶部は、前記現像ローラーと前記感光体ドラムとの間の直流電圧の電位差が一定に保持された状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数が変化された場合における当該周波数の変化量に対する前記トナー像の濃度変化量の関係を示す参照用直線の傾きに関する参照情報を、前記トナーの帯電量毎に予め格納し、
前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記感光体ドラムとの間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら前記感光体ドラム上に前記複数の測定用トナー像を形成し、前記周波数の変化量に対する前記測定用トナー像の濃度変化量の関係を示す測定用直線の傾きを、前記周波数の変化量と前記濃度検出部による前記測定用トナー像の濃度検出結果とから取得するとともに、当該取得された測定用直線の傾きと前記記憶部の参照情報とから前記感光体ドラム上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する、請求項１乃至１９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記記憶部に格納されている前記参照情報は、前記トナーの帯電量が第１の帯電量である場合に前記参照用直線の傾きが負であり、前記トナーの帯電量が第１の帯電量よりも小さな第２の帯電量である場合に前記参照用直線の傾きが正であり、更に、前記トナーの帯電量の低下とともに前記参照用直線の傾きが増大するように設定されている、請求項２０に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記感光体ドラムとの間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら前記感光体ドラム上に前記複数の測定用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度の差に対する前記複数の測定用トナー像が形成される際に前記現像ローラーと前記現像バイアス印加部との間を流れる前記現像電流の直流成分の差の比に基づいて、前記感光体ドラム上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する、請求項１乃至１９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２３】
前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記感光体ドラムとの間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記露光装置を制御して単位面積あたりの印字率を変化させながら前記感光体ドラム上に前記複数の測定用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度の差に対する前記複数の測定用トナー像が形成される際に前記現像ローラーと前記現像バイアス印加部との間を流れる前記現像電流の直流成分の差の比に基づいて、前記感光体ドラム上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する、請求項１乃至１９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートに画像を形成する画像形成装置として、感光体ドラム（像担持体）と、現像装置と、転写部材と、を備えるものが知られている。感光体ドラム上に形成された静電潜像が、現像ニップ部において現像装置によって顕在化されると、感光体ドラム上にトナー像が形成される。転写部材によって、トナー像がシートに転写される。このような画像形成装置に適用される現像装置として、トナーおよびキャリアを含む現像剤が使用される二成分現像技術が知られている。
【０００３】
二成分現像においては、印字枚数、環境変動、印字モード（１ジョブあたりの連続印字枚数）および印字率などの影響を受けて、現像剤が劣化しトナー帯電量が変化するという現象が見られる。この結果、画像濃度の低下、トナーかぶりの発生やトナー飛散の増加といった問題が発生する。このような問題に対応するため、従来、印字枚数、環境変動、印字モードおよび印字率などから現像剤の帯電量変化を予測し、トナー濃度、現像バイアス、感光体の表面電位、現像ローラーの回転速度、飛散トナーを回収する吸引ファンの出力などを調整し、画像濃度の低下やトナーかぶりの悪化、トナー飛散の悪化を抑制する技術が採用されていた。
【０００４】
しかしながら、これらの技術は、印字枚数、環境変動、印字モードおよび印字率のそれぞれの条件下での個々の予測を組み合わせたものに過ぎず、複数の条件が複合的に変化すると、現像剤の帯電量を充分に予測することは困難であった。
【０００５】
このため、トナーの帯電量を更に正確に予測する技術が提案されている。特許文献１、２では、現像前の感光体ドラムの表面電位と、現像後の感光体ドラム上のトナー層の表面電位とがそれぞれ測定される一方、現像されたトナー層の画像濃度測定結果からトナーの現像量が算出される。そして、この測定された各表面電位とトナーの現像量とからトナーの帯電量が算出される。
【０００６】
また、特許文献３、４および５では、現像剤を担持する現像ローラーに流入する電流値が測定され、当該測定された電流値が、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と仮定される。また、現像されたトナー層の画像濃度測定結果からトナーの現像量が算出される。そして、このトナーの電荷量とトナーの現像量とからトナーの帯電量が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４５０７５号公報
【特許文献２】特開２００４−３７９５２号公報
【特許文献３】特許第５０２４１９２号明細書
【特許文献４】特許第５２７３５４２号明細書
【特許文献５】特許第４４８００６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１、２に記載された技術では、感光体ドラム上の表面電位を測定するために表面電位センサーが必要になる。ここで、感光体ドラム上に形成されたトナー層の表面電位を測定するためには、表面電位センサーを現像ニップ部よりも感光体ドラムの回転方向下流側に設置する必要がある。しかし、この位置に表面電位センサーを設置すると、表面電位センサーの表面が、現像ローラーから飛散したトナーによって汚染されやすく、長期に亘って精度良く表面電位を測定することが困難となる。
【０００９】
また、特許文献３、４および５に記載された技術では、現像ローラーに流入する電流が、トナー中を流れる電流に加えてキャリア中を流れる電流も含んでしまう。したがって、当該電流値からトナーの帯電量を精度よく算出することが難しい。更に、画像形成装置において印字が繰り返されることでキャリアのコート剥がれやコート汚染によってキャリアの抵抗値が変化すると、このキャリア中を流れる電流も変化する。このように、現像ローラーに流入する電流から、トナーの電荷量を正しく測定することは困難であった。
【００１０】
また、上記の各特許文献に記載された技術では、トナーの帯電量を測定するために、感光体ドラム上に測定用トナー像を含む画像パターンが形成される。トナーの帯電量を精度良く測定するためには、多くの測定用トナー像を形成することが望ましいが、この場合、通常の画像形成動作が実行できない時間が増大するとともに、測定時に消費するトナー量が増大するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、二成分現像方式が適用された現像装置を含む画像形成装置において、トナーの帯電量を精度よくかつ効率的に測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一局面に係る画像形成装置は、所定の軸心回りに回転され、表面上に予め設定された画像形成領域を有し、当該画像形成領域に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムを所定の帯電電位に帯電する帯電装置と、前記帯電電位に帯電された前記感光体ドラムの前記画像形成領域を所定の画像情報に応じて前記軸心と平行な主走査方向および前記主走査方向と直交する副走査方向に沿って露光することで前記静電潜像を形成する露光装置と、所定の現像ニップ部において前記感光体ドラムに対向して配置される現像装置であって、回転され周面にトナーおよびキャリアからなる現像剤を担持するとともに前記感光体ドラムにトナーを供給することで前記トナー像を形成する現像ローラーを含む現像装置と、をそれぞれ有し、互いに異なる色のトナー像を形成する、複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部の前記感光体ドラム上に担持された前記トナー像が重畳的に一次転写されることを許容し前記重畳された前記トナー像を担持する中間転写ベルトを含む中間転写ユニットと、前記中間転写ベルトから前記トナー像をシートに転写する二次転写部と、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記複数の画像形成部の前記現像ローラーにそれぞれ印加可能な現像バイアス印加部と、前記感光体ドラムまたは前記中間転写ベルトに対向して配置され、前記トナー像の濃度を検出する少なくとも一つの濃度検出部と、前記感光体ドラム上に前記トナー像が形成される現像動作時とは異なる非現像動作時に、前記複数の画像形成部のうちの少なくとも一の画像形成部において、前記帯電装置、前記露光装置および前記現像バイアス印加部を制御して前記感光体ドラム上に複数の測定用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度に基づいて、または、当該複数の測定用トナー像の濃度に加え前記複数の測定用トナー像が形成される際に前記現像ローラーと前記現像バイアス印加部との間を流れる現像電流の直流成分に基づいて、前記感光体ドラム上に形成された前記測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する帯電量取得動作を実行する帯電量取得部と、前記測定用トナー像の少なくとも前記画像形成領域における配置および画像密度に関する情報を含む複数の画像パターンを予め記憶する記憶部と、所定の選択情報に基づいて、前記記憶部に記憶される前記複数の画像パターンから前記帯電量取得動作時に前記画像形成領域に形成される前記測定用トナー像の前記画像パターンを選択する画像パターン選択部と、を備える。
【００１３】
本構成によれば、帯電量取得動作では、濃度検出部によって検出される複数の測定用トナー像の濃度に基づいて、または、当該複数の測定用トナー像の濃度に加え複数の測定用トナー像が形成される際に現像ローラーと現像バイアス印加部との間を流れる現像電流の直流成分に基づいて、感光体ドラム上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量が取得される。この結果、トナーの帯電量を精度良く測定することができる。また、画像パターン選択部は、所定の選択情報に基づいて、記憶部に記憶される複数の画像パターンから帯電量取得動作時に画像形成領域に形成される測定用トナー像の画像パターンを選択する。このため、帯電量取得動作に常に同一の画像パターンが使用される場合と比較して、トナーの帯電量の精度と帯電量取得動作の所要時間とのバランスが調整され、トナーの帯電量を効率的に測定することができる。
【００１４】
上記の構成において、前記画像パターン選択部は、前記選択情報として、前記トナー像が転写された前記シートの印字枚数情報、前記シート上に形成された前記トナー像の印字率情報、前記現像ローラーの駆動時間情報、少なくとも前記トナー像が形成される前記シート同士の間隔に関する情報を含む印字モード情報、温度および湿度のうちの少なくとも一方を含む環境情報のうちの少なくとも一つの情報に基づいて、前記測定用トナー像の前記画像パターンを選択することが望ましい。
【００１５】
本構成によれば、帯電量取得動作に影響を与えうる選択情報に基づいて、好適な画像パターンを選択することができる。したがって、外乱の影響を極力取り除いた状態で、トナーの帯電量を精度良く測定することができる。
【００１６】
上記の構成において、前記現像装置は、前記現像ローラーを回転可能に支持するハウジングと、前記ハウジングに配置され、前記現像剤が前記現像ローラーに沿って前記主走査方向と平行な第１方向に搬送されることを許容する第１搬送路と、前記第１搬送路に隣接するように前記ハウジングに配置され、前記現像剤が前記第１方向とは反対の第２方向に搬送されることを許容する第２搬送路と、前記第１方向における前記第１搬送路および前記第２搬送路の両端部を互いに連通させるように、前記第１搬送路および前記第２搬送路を画定する仕切り部と、前記第１搬送路に回転可能に配置され、前記現像剤を前記第１方向に搬送するとともに前記現像ローラーに供給する第１搬送部材と、前記第２搬送路に回転可能に配置され、前記現像剤を前記第２方向に搬送する第２搬送部材と、を有し、前記少なくとも一つの濃度検出部は、前記主走査方向における前記画像形成領域の前記第１方向上流側部分に対応する位置に配置された第１濃度検出部と、前記主走査方向における前記画像形成領域の前記第１方向下流側部分に対応する位置に配置された第２濃度検出部と、を有し、前記記憶部は、前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部および前記第２濃度検出部に対向する領域を含むように前記主走査方向に沿って連続的に延びる測定用トナー像を含む第１画像パターンを記憶していることが望ましい。
【００１７】
また、上記の構成において、前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第１測定用トナー像と、前記複数の画像形成部のうちの前記一の画像形成部とは異なる他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第１測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置される第２測定用トナー像と、を含む第２画像パターンを記憶していることが望ましい。
【００１８】
また、上記の構成において、前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第３測定用トナー像と、前記複数の画像形成部のうちの前記一の画像形成部とは異なる他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第３測定用トナー像と前記主走査方向において重なる位置に配置される第４測定用トナー像と、を含む第３画像パターンを記憶していることが望ましい。
【００１９】
また、上記の構成において、前記第３画像パターンの前記第３測定用トナー像および前記第４測定用トナー像は、前記画像形成領域の前記主走査方向における中心部を跨ぐようにそれぞれ配置されていることが望ましい。
【００２０】
また、上記の構成において、前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第５測定用トナー像と、前記複数の画像形成部のうちの前記一の画像形成部とは異なる他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第５測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置される第６測定用トナー像と、前記他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域で前記第５測定用トナー像に対して前記副走査方向に間隔をおいた位置に配置され前記第６測定用トナー像と同じ画像密度を有する第７測定用トナー像と、前記一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第７測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置され前記第５測定用トナー像と同じ画像密度を有する第８測定用トナー像と、を含む第４画像パターンを記憶していることが望ましい。
【００２１】
また、上記の構成において、前記画像パターン選択部は、前記印字率情報として、所定の印字枚数における前記トナー像の印字率の平均値が予め設定された閾値を超えた場合に、前記第４画像パターンを前記測定用トナー像の前記画像パターンとして選択することが望ましい。
【００２２】
また、上記の構成において、前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第９測定用トナー像と、前記複数の画像形成部のうちの前記一の画像形成部とは異なる他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第９測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置される第１０測定用トナー像と、前記他の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域で前記第９測定用トナー像に対して前記副走査方向に間隔をおいた位置に配置され前記第１０測定用トナー像とは異なる画像密度を有する第１１測定用トナー像と、前記一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第１１測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置され前記第９測定用トナー像とは異なる画像密度を有する第１２測定用トナー像と、を含む第５画像パターンを記憶していることが望ましい。
【００２３】
また、上記の構成において、前記第９測定用トナー像および前記第１０測定用トナー像はベタ画像からなり、前記第１１測定用トナー像および前記第１２測定用トナー像はハーフトーン画像からなることが望ましい。
【００２４】
また、上記の構成において、前記画像パターン選択部は、前記印字率情報として、所定の印字枚数における前記トナー像の印字率の平均値が予め設定された閾値を下回った場合に、前記第５画像パターンを前記測定用トナー像の前記画像パターンとして選択することが望ましい。
【００２５】
また、上記の構成において、前記画像パターン選択部は、前記印字率情報として、所定の印字枚数における前記トナー像の印字率の平均値が予め設定された閾値を下回り、かつ、前記印字モード情報として、前記トナー像が形成される前記シート同士の間隔が予め設定された閾値を超えた場合に、前記第５画像パターンを前記測定用トナー像の前記画像パターンとして選択することが望ましい。
【００２６】
また、上記の構成において、前記第１１測定用トナー像と前記第１２測定用トナー像とは、前記主走査方向において重なる位置に配置されることが望ましい。
【００２７】
また、上記の構成において、前記第１１測定用トナー像および前記第１２測定用トナー像は、前記画像形成領域の前記主走査方向における中心部を跨ぐようにそれぞれ配置されていることが望ましい。
【００２８】
また、上記の構成において、前記複数の画像形成部は、前記感光体ドラムに当接し前記感光体ドラムの表面に付着したトナーを捕集するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードによって捕集された前記トナーを前記第１方向に搬送するクリーニング搬送部材と、を有するクリーニング装置をそれぞれ更に備え、前記第９測定用トナー像および前記第１１測定用トナー像はベタ画像からなり、前記第１０測定用トナー像および前記第１２測定用トナー像はハーフトーン画像からなることが望ましい。
【００２９】
また、上記の構成において、前記複数の画像形成部は、前記感光体ドラムに当接し前記感光体ドラムの表面に付着したトナーを捕集するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードによって捕集された前記トナーを前記第１方向に沿って搬送するクリーニング搬送部材と、を有するクリーニング装置をそれぞれ更に備え、第１画像パターンのうち前記第１濃度検出部および前記第２濃度検出部に対向する領域の前記副走査方向における幅よりも、前記第１濃度検出部と前記第２濃度検出部との間の領域の前記副走査方向における幅が小さく設定されていることが望ましい。
【００３０】
また、上記の構成において、前記複数の画像形成部は、前記感光体ドラムに当接し前記感光体ドラムの表面に付着したトナーを捕集するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードによって捕集された前記トナーを前記第１方向または前記第２方向に沿って搬送するクリーニング搬送部材と、を有するクリーニング装置をそれぞれ更に備え、前記記憶部は、前記複数の画像形成部のうちの一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第１濃度検出部に対向する領域に配置される第１３測定用トナー像と、前記一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記画像形成領域のうち前記第２濃度検出部に対向する領域かつ前記第１３測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置される第１４測定用トナー像と、前記一の画像形成部において形成される前記測定用トナー像であって前記第１３測定用トナー像と前記第１４測定用トナー像との間に間隔をおいて配置される第１５測定用トナー像とを含む第６画像パターンを記憶していることが望ましい。
【００３１】
また、上記の構成において、前記帯電量取得部は、前記非現像動作時として、一のシートと前記一のシートの次の他のシートとの間の紙間に対応する時に、前記感光体ドラム上に前記測定用トナー像を形成することが望ましい。
【００３２】
本構成によれば、画像形成動作の動作時間に大きな影響を与えることなく、トナーの帯電量を測定することができる。
【００３３】
上記の構成において、前記パターン画像選択部は、前記帯電量取得動作によって取得された前記トナーの帯電量に応じて、次に実行される帯電量取得動作時に前記画像形成領域に形成される前記測定用トナー像の前記画像パターンを選択することが望ましい。
【００３４】
本構成によれば、トナーの帯電量に応じて、次の帯電量測取得動作時に有効な画像パターンを選択することができる。
【００３５】
上記の構成において、前記記憶部は、前記現像ローラーと前記感光体ドラムとの間の直流電圧の電位差が一定に保持された状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数が変化された場合における当該周波数の変化量に対する前記トナー像の濃度変化量の関係を示す参照用直線の傾きに関する参照情報を、前記トナーの帯電量毎に予め格納し、前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記感光体ドラムとの間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら前記感光体ドラム上に前記複数の測定用トナー像を形成し、前記周波数の変化量に対する前記測定用トナー像の濃度変化量の関係を示す測定用直線の傾きを、前記周波数の変化量と前記濃度検出部による前記測定用トナー像の濃度検出結果とから取得するとともに、当該取得された測定用直線の傾きと前記記憶部の参照情報とから前記感光体ドラム上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得することが望ましい。
【００３６】
本構成によれば、感光体ドラム上の電位を測定する表面電位センサーや現像ローラーに流入する現像電流を測定する電流計を用いることなく、トナーの帯電量を取得することができる。
【００３７】
上記の構成において、前記記憶部に格納されている前記参照情報は、前記トナーの帯電量が第１の帯電量である場合に前記参照用直線の傾きが負であり、前記トナーの帯電量が第１の帯電量よりも小さな第２の帯電量である場合に前記参照用直線の傾きが正であり、更に、前記トナーの帯電量の低下とともに前記参照用直線の傾きが増大するように設定されていることが望ましい。
【００３８】
本構成によれば、現像バイアスの交流電圧の周波数と感光体ドラムに形成されるトナー像の濃度（現像トナー量）との関係から、トナーの帯電量を精度良く取得することができる。
【００３９】
上記の構成において、前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記感光体ドラムとの間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら前記感光体ドラム上に前記複数の測定用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度の差に対する前記複数の測定用トナー像が形成される際に前記現像ローラーと前記現像バイアス印加部との間を流れる前記現像電流の直流成分の差の比に基づいて、前記感光体ドラム上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得するものでもよい。
【００４０】
また、上記の構成において、前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記感光体ドラムとの間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記露光装置を制御して単位面積あたりの印字率を変化させながら前記感光体ドラム上に前記複数の測定用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度の差に対する前記複数の測定用トナー像が形成される際に前記現像ローラーと前記現像バイアス印加部との間を流れる前記現像電流の直流成分の差の比に基づいて、前記感光体ドラム上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得するものでもよい。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、二成分現像方式が適用された現像装置を含む画像形成装置において、トナーの帯電量を精度よくかつ効率的に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図および制御部の電気的構成を示したブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る現像装置およびクリーニング装置の内部構造を示す平面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像動作を示す模式図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る感光体ドラムおよび現像ローラーの電位の大小関係を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、現像バイアスの周波数と画像濃度との関係を示したグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、図４のグラフの傾きとトナー帯電量との関係を示したグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モードのフローチャートである。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される画像パターンＡの模式図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される画像パターンＢの模式図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される画像パターンＣの模式図である。
【図７Ｄ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される画像パターンＤの模式図である。
【図７Ｅ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される画像パターンＥの模式図である。
【図７Ｆ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される画像パターンＦの模式図である。
【図７Ｇ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される画像パターンＧの模式図である。
【図７Ｈ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される画像パターンＨの模式図である。
【図７Ｉ】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される画像パターンＩの模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モード時に形成される測定用トナー像の濃度が、現像バイアスの周波数に応じて変化する様子を示す模式図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量調整モードのフローチャートである。
【図１０】本発明の変形実施形態に係る現像装置の断面図および制御部の電気的構成を示したブロック図である。
【図１１】本発明の変形実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モードのフローチャートである。
【図１２】本発明の変形実施形態に係る現像装置およびクリーニング装置の内部構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。
【００４４】
図１は、画像形成装置１０の内部構造を示す断面図である。この画像形成装置１０は、箱形の筐体構造を備える装置本体１１を備える。この装置本体１１内には、シートＰを給紙する給紙部１２、給紙部１２から給紙されたシートＰに転写する各色のトナー像をそれぞれ形成する複数の画像形成部１３、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット１４、二次転写部において中間転写ユニット１４に対向する二次転写ローラー１４５、各画像形成部１３にトナーを補給するトナー補給部１５、及び、シートＰ上に形成された未定着トナー像をシートＰに定着する処理を施す定着部１６が内装されている。さらに、装置本体１１の上部には、定着部１６で定着処理の施されたシートＰが排紙される排紙部１７が備えられている。
【００４５】
装置本体１１の上面の適所には、シートＰに対する出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するためのタッチパネルや各種の操作キーが設けられている。
【００４６】
装置本体１１内には、さらに、複数の画像形成部１３より右側位置に、上下方向に延びるシート搬送路１１１が形成されている。シート搬送路１１１には、適所にシートを搬送する搬送ローラー対１１２が設けられている。また、シートのスキュー矯正を行うと共に、後述する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートを送り込むレジストローラー対１１３が、シート搬送路１１１における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路１１１は、シートＰを給紙部１２から排紙部１７まで、二次転写部及び定着部１６を経由して搬送させる搬送路である。
【００４７】
給紙部１２は、給紙トレイ１２１、ピックアップローラー１２２、及び給紙ローラー対１２３を備える。給紙トレイ１２１は、装置本体１１の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートＰが積層されたシート束Ｐ１を貯留する。ピックアップローラー１２２は、給紙トレイ１２１に貯留されたシート束Ｐ１の最上面のシートＰを１枚ずつ繰り出す。給紙ローラー対１２３は、ピックアップローラー１２２によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。
【００４８】
給紙部１２は、装置本体１１の、図１に示す左側面に取り付けられる手差し給紙部を備える。手差し給紙部は、手差しトレイ１２４、ピックアップローラー１２５、及び給紙ローラー対１２６を備える。手差しトレイ１２４は、手差しされるシートＰが載置されるトレイであり、手差しでシートＰを給紙する際、図１に示すように、装置本体１１の側面から開放される。ピックアップローラー１２５は、手差しトレイ１２４に載置されたシートＰを繰り出す。給紙ローラー対１２６は、ピックアップローラー１２５によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。
【００４９】
複数の画像形成部１３は、シートＰに転写される互いに異なる色のトナー像を形成する。この複数の画像形成部１３として、本実施形態では、後述する中間転写ベルト１４１の回転方向上流側から下流側に向けて（図１に示す左側から右側へ）順次配設された、マゼンタ（Ｍ）色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１３Ｍ、シアン（Ｃ）色の現像剤を用いるシアン用ユニット１３Ｃ、イエロー（Ｙ）色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１３Ｙ、及びブラック（Ｂｋ）色の現像剤を用いるブラック用ユニット１３Ｂｋが備えられている。各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋは、それぞれ感光体ドラム２０と、感光体ドラム２０の周囲に配置された帯電装置２１、現像装置２３及びクリーニング装置２５とを備える。また、各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋの露光装置を内部に備えた露光ユニット２２が、画像形成ユニットの下方に配置されている。露光ユニット２２の露光装置は、各色の露光光を感光体ドラム２０に出射する。
【００５０】
感光体ドラム２０は、前後方向に延びる軸心回りに回転駆動され、その表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する。この感光体ドラム２０としては、一例として、公知のアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）感光体ドラムや有機（ＯＰＣ）感光体ドラムが用いられる。感光体ドラム２０の表面には、後記の画像形成領域ＩＡ（図７Ａ参照）が予め設定されている。
【００５１】
帯電装置２１は、感光体ドラム２０の表面を所定の帯電電位に均一に帯電する。帯電装置２１は、帯電ローラーと、前記帯電ローラーに付着したトナーを除去するための帯電クリーニングブラシとを備える。
【００５２】
露光ユニット２２内の各色の露光装置は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有する。露光装置は、前記帯電電位に均一に帯電された感光体ドラム２０の画像形成領域ＩＡを、画像データ（所定の画像情報）に基づき変調された光を照射して露光することで、静電潜像を形成する。この際、露光装置は、感光体ドラム２０の軸心と平行な主走査方向ＭＳ（図７Ａ）および前記主走査方向ＭＳと直交する副走査方向ＳＳ（図７Ａ）に沿って前記画像形成領域ＩＡを露光する。
【００５３】
現像装置２３は、露光装置によって照射される露光光の光路よりも感光体ドラム２０の回転方向下流側に位置する所定の現像ニップ部ＮＰ（図３Ａ）において感光体ドラム２０に対向して配置される。現像装置２３は、回転され周面にトナーおよびキャリアからなる現像剤を担持するとともに感光体ドラム２０にトナーを供給することで前記トナー像を形成する現像ローラー２３１を含む。
【００５４】
クリーニング装置２５は、トナー像転写後の感光体ドラム２０の周面を清掃する。
【００５５】
中間転写ユニット１４は、上下方向において複数の画像形成部１３とトナー補給部１５との間に設けられた空間に配置され、中間転写ベルト１４１と、図略のユニットフレームにて回転可能に支持された一次転写ローラー２４と、駆動ローラー１４２と、従動ローラー１４３と、バックアップローラー１４６と、更に濃度センサー１００と、を備える。
【００５６】
一次転写ローラー２４は、中間転写ベルト１４１を挟んで感光体ドラム２０と一次転写ニップ部を形成する。更に、一次転写ローラー２４は、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１４１上に一次転写する。
【００５７】
中間転写ベルト１４１は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム２０の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー１４２及び従動ローラー１４３、１４６に架け渡されている。中間転写ベルト１４１は駆動ローラー１４２の回転により周回駆動される。中間転写ベルト１４１は、複数の画像形成部１３の感光体ドラム２０上に担持された前記トナー像が重畳的に一次転写されることを許容し前記重畳された前記トナー像を担持する。
【００５８】
従動ローラー１４３の近傍には、中間転写ベルト１４１の周面上に残存したトナーを除去するベルトクリーニング装置１４４が配置されている。また、濃度センサー１００（濃度検出部）は、ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋよりも下流側において中間転写ベルト１４１に対向して配置されており、中間転写ベルト１４１上に形成された各色のトナー像の濃度を検出する。本実施形態では、濃度センサー１００は、後記の第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２を備える（図７Ａ参照）。なお、他の実施形態において、濃度センサー１００は、感光体ドラム２０上のトナー像の濃度を検出するものでもよく、また、シートＰ上に定着されたトナー像の濃度を検出するものでもよい。
【００５９】
駆動ローラー１４２に対向して、中間転写ベルト１４１の外側には、二次転写ローラー１４５が配置されている。二次転写ローラー１４５は、中間転写ベルト１４１の周面に圧接されて、駆動ローラー１４２との間で二次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト１４１上に一次転写されたトナー像は、給紙部１２から供給されるシートＰに、転写ニップ部において二次転写される。すなわち、二次転写ローラー１４５は、中間転写ベルト１４１上に担持されたトナー像をシートＰに転写する。また、駆動ローラー１４２には、その周面を清掃するためのロールクリーナー２００が配置されている。
【００６０】
トナー補給部１５は、画像形成に用いられるトナーを貯留するものであり、本実施形態ではマゼンタ用トナーコンテナ１５Ｍ、シアン用トナーコンテナ１５Ｃ、イエロー用トナーコンテナ１５Ｙ及びブラック用トナーコンテナ１５Ｂｋを備える。これらトナーコンテナ１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋは、それぞれＭ／Ｃ／Ｙ／Ｂｋ各色の補給用トナーを貯留するものである。コンテナ底面に形成されたトナー排出口１５Ｈから、Ｍ／Ｃ／Ｙ／Ｂｋ各色に対応する画像形成ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋの現像装置２３に各色のトナーが補給される。
【００６１】
定着部１６は、内部に加熱源を備えた加熱ローラー１６１と、加熱ローラー１６１に対向配置された定着ローラー１６２と、定着ローラー１６２と加熱ローラー１６１とに張架された定着ベルト１６３と、定着ベルト１６３を介して定着ローラー１６２と対向配置され定着ニップ部を形成する加圧ローラー１６４とを備えている。定着部１６へ供給されたシートＰは、前記定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、前記二次転写ニップ部でシートＰに転写されたトナー像は、シートＰに定着される。
【００６２】
排紙部１７は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹部の底部に排紙されたシートＰを受ける排紙トレイ１７１が形成されている。定着処理が施されたシートＰは、定着部１６の上部から延設されたシート搬送路１１１を経由して、排紙トレイ１５１へ向けて排紙される。
【００６３】
＜現像装置およびクリーニング装置について＞
図２Ａは、本実施形態に係る現像装置２３の断面図および制御部９８０の電気的構成を示したブロック図である。図２Ｂは、本実施形態に係る現像装置２３およびクリーニング装置２５の内部構造を示す平面図である。現像装置２３は、現像ローラー２３１と、第１スクリューフィーダー２３２（第１搬送部材）と、第２スクリューフィーダー２３３（第２搬送部材）と、現像ローラー２３１、第１スクリューフィーダー２３２および第２スクリューフィーダー２３３を回転可能に支持する現像ハウジング２３０（ハウジング）と、規制ブレード２３４とを備える。現像装置２３には、二成分現像方式が適用されている。
【００６４】
現像ハウジング２３０には、現像剤収容部２３０Ｈが備えられている。現像剤収容部２３０Ｈには、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤が収容されている。また、現像剤収容部２３０Ｈは、現像剤が現像ローラー２３１の軸方向の一端側から他端側に向かう第１搬送方向（第１方向、図２Ａの紙面と直交する方向、後から前に向かう方向）に搬送されることを許容する第１搬送路２３０Ａと、軸方向の両端部において第１搬送路２３０Ａに連通され、第１搬送方向とは逆の第２搬送方向（第２方向）に現像剤が搬送されることを許容する第２搬送路２３０Ｂとを含む。なお、上記の第１搬送方向は、露光装置が感光体ドラム２０の画像形成領域ＩＡを操作する主走査方向ＭＳと平行である。仕切り部２３０Ｃは、前記第１方向における前記第１搬送路２３０Ａおよび前記第２搬送路２３０Ｂの両端部を互いに連通させるように、前記第１搬送路２３０Ａおよび前記第２搬送路２３０Ｂを画定する。
【００６５】
第１スクリューフィーダー２３２は、第１搬送路２３０Ａに回転可能に配置されている。第１スクリューフィーダー２３２は、図２Ａの矢印Ｄ２２方向に回転され、現像剤を前記第１搬送方向に搬送するとともに現像ローラー２３１に供給する。第２スクリューフィーダー２３３は、第２搬送路２３０Ｂに回転可能に配置されている。第２スクリューフィーダー２３３は、図２Ａの矢印Ｄ２３方向に回転され、現像剤を第２搬送方向に搬送する。
【００６６】
現像ローラー２３１は、現像ニップ部ＮＰ（図３Ａ）において、感光体ドラム２０に対向して配置されている。現像ローラー２３１は、回転されるスリーブ２３１Ｓと、スリーブ２３１Ｓの内部に固定配置された磁石２３１Ｍとを備える。磁石２３１Ｍは、Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２およびＳ３極を備える。Ｎ１極は主極とし機能し、Ｓ１極および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、汲み上げ極および規制極として機能する。一例として、Ｓ１極、Ｎ１極、Ｓ２極、Ｎ２極およびＳ３極の磁束密度は、５４ｍＴ、９６ｍＴ、３５ｍＴ、４４ｍＴおよび４５ｍＴに設定される。現像ローラー２３１のスリーブ２３１Ｓは、図２Ａの矢印Ｄ２１方向に回転される。現像ローラー２３１は、回転され、現像ハウジング２３０内の現像剤を受け取って現像剤層を担持し、感光体ドラム２０にトナーを供給する。なお、本実施形態では、現像ローラー２３１は、感光体ドラム２０と対向する位置において、同方向（ウィズ方向）に回転する。
【００６７】
規制ブレード２３４（層厚規制部材）は、現像ローラー２３１に所定の間隔をおいて配置され、第１スクリューフィーダー２３２から現像ローラー２３１の周面上に供給された現像剤の層厚を規制する。
【００６８】
クリーニング装置２５（図２Ｂ）は、クリーニングハウジング２５０と、感光体ドラム２０に当接し感光体ドラム２０の表面に付着したトナーを捕集するクリーニングブレード２５１と、クリーニングブレード２５１によって捕集された前記トナーを前記第１搬送方向に搬送するクリーニングスクリュー２５２（クリーニング搬送部材）と、を有する。クリーニングスクリュー２５２によって搬送されたトナーは、不図示の回収容器に収容される。なお、図２Ｂでは、濃度センサー１００が備える後記の第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２の主走査方向における配置が仮想的に示されている。
【００６９】
前述のように、濃度センサー１００は、第１濃度センサーＳ１と、第２濃度センサーＳ２とを備える。第１濃度センサーＳ１は、画像形成領域ＩＡのうち前記第１搬送方向（主走査方向）上流側部分に対応する位置で中間転写ベルト１４１に対向するように配置されている。また、第２濃度センサーＳ２は、画像形成領域ＩＡのうち前記第１搬送方向（主走査方向）下流側部分に対応する位置で中間転写ベルト１４１に対向するように配置されている。第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２は、当該センサーに対向する位置を通過する、中間転写ベルト１４１上のトナー像（測定用トナー像）の画像濃度に対応する信号を出力する。
【００７０】
画像形成装置１０は、更に、現像バイアス印加部９７１と、駆動部９７２と、制御部９８０とを備える。制御部９８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。
【００７１】
現像バイアス印加部９７１は、直流電源と交流電源とから構成され、後記のバイアス制御部９８２からの制御信号に基づき、各色の現像装置２３の現像ローラー２３１に、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加する。なお、現像バイアス印加部９７１は、各色の現像装置２３の現像ローラー２３１に対して、個別の現像バイアスを印加することが可能である。
【００７２】
駆動部９７２は、モーター及びそのトルクを伝達するギア機構からなり、後記の駆動制御部９８１からの制御信号に応じて、通常の現像動作（画像形成動作）、後記の帯電量測定モードにおいて、感光体ドラム２０などに加え、現像装置２３内の現像ローラー２３１および第１スクリューフィーダー２３２、第２スクリューフィーダー２３３を回転駆動させる。なお、駆動部９７２は、画像形成装置１０のその他の部材を駆動（回転）する駆動力を更に発生する。
【００７３】
制御部９８０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部９８１、バイアス制御部９８２、記憶部９８３、モード制御部９８４（帯電量取得部、画像パターン選択部）および判定部９８５を備えるように機能する。
【００７４】
駆動制御部９８１は、駆動部９７２を制御して、現像ローラー２３１、第１スクリューフィーダー２３２、第２スクリューフィーダー２３３を回転駆動させる。また、駆動制御部９８１は、不図示の駆動機構を制御して、感光体ドラム２０を回転駆動させる。
【００７５】
バイアス制御部９８２は、現像ローラー２３１から感光体ドラム２０にトナーが供給される現像動作時に、現像バイアス印加部９７１を制御して、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間に直流電圧および交流電圧の電位差を設ける。前記電位差によって、トナーが現像ローラー２３１から感光体ドラム２０に移動される。
【００７６】
記憶部９８３は、駆動制御部９８１、バイアス制御部９８２、モード制御部９８４および判定部９８５によって参照される各種の情報を記憶している。一例として、記憶部９８３には、現像ローラー９８１の回転数や環境に応じて調整される現像バイアスの値などが記憶されている。また、記憶部９８３は、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間の直流電圧の電位差が一定に保持された状態で現像バイアスの交流電圧の周波数が変化された場合における当該周波数の変化量に対するトナー像の濃度変化量の関係を示す参照用直線の傾きに関する参照情報を、トナーの帯電量毎に予め格納している。記憶部９８３に格納されている当該参照情報は、トナーの帯電量が第１の帯電量である場合に参照用直線の傾きが負であり、トナーの帯電量が第１の帯電量よりも小さな第２の帯電量である場合に参照用直線の傾きが正であり、更に、トナーの帯電量の低下とともに参照用直線の傾きが増大するように設定されている。なお、記憶部９８３に格納される上記データは、グラフやテーブルなどの形式でもよい。
【００７７】
更に、記憶部９８３は、前記測定用トナー像の少なくとも前記画像形成領域ＩＡにおける配置および画像密度に関する情報を含む複数の画像パターンを予め記憶する。当該画像パターンについては、後記で詳述する。
【００７８】
モード制御部９８４は、後記の帯電量測定モード（帯電量取得動作）を実行する。
【００７９】
モード制御部９８４は、感光体ドラム２０上にシートＰに転写されるための前記トナー像が形成される現像動作時とは異なる非現像動作時に、前記複数の画像形成部１３のうちの少なくとも一の画像形成部１３（画像形成ユニット）において、帯電装置２１、露光装置２２、現像バイアス印加部９７１などを制御して、感光体ドラム２０上に互いにトナー現像量の異なる複数の測定用トナー像を形成し、濃度センサー１００によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度に基づいて、または、当該複数の測定用トナー像の濃度に加え前記複数の測定用トナー像が形成される際に現像ローラー２３１と現像バイアス印加部９７１との間を流れる現像電流の直流成分に基づいて、感光体ドラム２０上に形成された前記測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する帯電量測定モードを実行する。
【００８０】
詳しくは、モード制御部９８４は、当該帯電量測定モードにおいて、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら感光体ドラム２０上に複数の測定用トナー像を形成する。そして、前記周波数の変化量に対する前記測定用トナー像の濃度変化量の関係を示す測定用直線の傾きを、前記周波数の変化量と濃度センサー１００による前記測定用トナー像の濃度検出結果とから取得するとともに、当該取得された測定用直線の傾きと記憶部９８３の参照情報とから感光体ドラム２０上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する。
【００８１】
また、モード制御部９８４は、所定の選択情報に基づいて、前記記憶部９８３に記憶される前記複数の画像パターンから前記帯電量測定モード時に前記画像形成領域ＩＡに形成される前記測定用トナー像の前記画像パターンを選択する。
【００８２】
判定部９８５は、帯電量測定モードにおける各種の判定動作を実行する。
【００８３】
＜現像動作について＞
図３Ａは、本実施形態に係る画像形成装置１０の現像動作の模式図、図３Ｂは、感光体ドラム２０および現像ローラー２３１の電位の大小関係を示す模式図である。図３Ａを参照して、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間に、現像ニップ部ＮＰが形成されている。現像ローラー２３１上に担持されるトナーＴＮおよびキャリアＣＡは磁気ブラシを形成する。現像ニップ部ＮＰにおいて、磁気ブラシからトナーＴＮが感光体ドラム２０側に供給され、トナー像ＴＩが形成される。図３Ｂを参照して、感光体ドラム２０の表面電位は、帯電装置２１によって、背景部電位Ｖ０（Ｖ）に帯電される。その後、露光装置２２によって露光光が照射されると、感光体ドラム２０の表面電位が、印刷される画像に応じて背景部電位Ｖ０から最大で画像部電位ＶＬ（Ｖ）まで変化される。一方、現像ローラー２３１には、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃが印加されるとともに、直流電圧Ｖｄｃに不図示の交流電圧が重畳されている。
【００８４】
このような反転現像方式の場合、表面電位Ｖ０と現像バイアスの直流成分Ｖｄｃとの電位差が、感光体ドラム２０の背景部へのトナーかぶりを抑制する電位差である。一方、露光後の表面電位ＶＬと現像バイアスの直流成分Ｖｄｃとの電位差が、感光体ドラム２０の画像部に、プラス極性のトナーを移動させる現像電位差となる。更に、現像ローラー２３１に印加される交流電圧によって、現像ローラー２３１から感光体ドラム２０へのトナーの移動が促進される。
【００８５】
一方、個々のトナーは、現像ハウジング２３０内で循環搬送される間に、キャリアとの間で摩擦帯電する。それぞれのトナーの帯電量は、上記の現像バイアスによって感光体ドラム２０側に移動するトナー量（現像量）に影響する。したがって、画像形成装置１０においてトナーの帯電量を精度よく予測することが可能になると、印字枚数、環境変動、印字モードおよび印字率などに応じて現像バイアスやトナー濃度を調整することで、良好な画質を維持することができる。このため、従来からトナーの帯電量を精度よく予測することが望まれていた。
【００８６】
＜トナー帯電量の予測について＞
本発明者は、上記の様な状況に鑑み鋭意検討し続けた結果、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させた場合、トナーの現像量の変化がトナーの帯電量によって異なることを新たに知見した。具体的に、トナーの帯電量が低い場合は、交流電圧の周波数を増大させるとトナーの現像量が増加する。一方、トナーの帯電量が高い場合は、交流電圧の周波数を増大させるとトナーの現像量が減少することを新たに知見した。この特性を利用することで、交流電圧の周波数を変化させた際の画像濃度の変化を測定することによって、トナーの帯電量を精度よく予測することが可能となった。
【００８７】
図４は、本実施形態に係る画像形成装置１０において、現像バイアスの周波数と画像濃度との関係を示したグラフである。図５は、本実施形態に係る画像形成装置１０において、図４のグラフの傾きとトナー帯電量との関係を示したグラフである。
【００８８】
現像ローラー２３１に印加される現像バイアスの直流電圧と感光体ドラム２０の静電潜像との間の直流電圧における電位差を一定に保持し、現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ、デューティ比をそれぞれ固定した状態で、同交流電圧の周波数を変化させる。この結果、現像ローラー２３１上のトナーの帯電量に応じて、濃度センサー１００によって検出されるトナー像の画像濃度が異なる傾向を示す（図４）。すなわち、図４に示すように、トナーの帯電量が２７．５μｃ／ｇの場合、周波数ｆが小さくなると画像濃度が低くなる。一方、トナーの帯電量が３４．０μｃ／ｇ、３７．７μｃ／ｇの場合、周波数ｆが小さくなると画像濃度が高くなる。そして、トナーの帯電量が小さくなるほど、図４に示されるグラフの傾きが大きくなる。図５を参照して、図４の３つのグラフの傾きと各トナー帯電量との関係は、直線（近似直線）上に分布する。したがって、図５に示される情報が予め記憶部９８３に格納され、図４に示される直線の傾きが後記の帯電量測定モードにおいて導出されれば、その際のトナーの帯電量を測定（予測）することが可能となる。
【００８９】
＜トナーの帯電量の予測効果について＞
本実施形態では、トナーの帯電量を予測するために、感光体ドラム２０上の表面電位を測定する表面電位センサーを備える必要がない。また、トナーの帯電量を予測するために、現像バイアスに応じて現像ローラー２３１に流入する電流を測定する必要がない。このため、表面電位センサーの汚れや、キャリアの抵抗変化によって現像ローラー２３１に流入する電流の変化の影響を受けることなく、安定してトナーの帯電量を予測することが可能になる。このため、画像形成装置１０において印字される画像濃度が低下した場合、現像装置２３のトナー濃度を上昇させることでトナーの帯電量を低下させることで画像濃度を増大させることが望ましいか、現像ニップ部ＮＰにおける現像電位差（Ｖｄｃ−ＶＬ）を増大させることで画像濃度を増大させることが望ましいかの選択が容易となる。
【００９０】
一般的に、画像形成装置１０において画像濃度が低下する原因は、「現像電位差の低下」、「規制ブレード２３４を通過する現像剤の搬送量低下」、「キャリア抵抗の上昇」、「トナー帯電量の上昇」などが考えられる。この中で、トナー帯電量の上昇以外の要因が原因の画像濃度低下に対して、トナーの帯電量を低下させるためにトナー濃度を上昇させてしまうと、新たにトナー飛散などの不具合が発生する可能性がある。トナー帯電量の上昇が原因の画像濃度低下に対しては、トナー濃度を上昇させることでトナー帯電量を低下させることが望ましく、その他の要因が原因の画像濃度低下に対しては、現像電界（現像バイアス）を増大することが好ましい。また、トナー帯電量を把握することで、二次転写ローラー１４５に付与される転写電流の最適化も可能となるため、画像形成装置１０のシステム全体をより安定させることが可能となる。
【００９１】
＜周波数とトナー帯電量との関係について＞
本発明の発明者は、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させた場合の画像濃度の変化について、トナー帯電量が下記のように寄与するものと推定する。
（１）トナー帯電量が低い場合
トナーの帯電量が低い場合、トナーとキャリアとの間に働く静電付着力が小さいため、トナーはキャリアからは離れやすい。しかしながら、現像バイアスの交流電圧の周波数が小さくなると、現像ニップ部ＮＰにおけるトナーの往復移動回数が低下する。このため、画像濃度が低下する。なお、周波数が小さくなると、交流電圧の１周期あたりのトナーの往復移動距離が増大するが、トナーの帯電量が低い場合、トナーの元々の移動距離が少ないため、画像濃度の低下への影響は少ない。このように、トナーの帯電量が低い場合には、現像バイアスの交流電圧の周波数が小さくなると、画像濃度は低下する。
（２）トナー帯電量が高い場合
上記のように現像バイアスの交流電圧の周波数が小さくなると、現像ニップ部ＮＰにおけるトナーの往復移動回数が低下するが、トナーの帯電量が高い場合、もともとトナーがキャリアから外れにくいため、当該往復移動回数の低下の影響は少ない。一方、周波数が低下すると、交流電圧の１周期あたりのトナーの往復距離が増大するため、高いトナーの帯電量に応じて画像濃度が増大する。このように、トナーの帯電量が高い場合には、現像バイアスの交流電圧の周波数が小さくなると、画像濃度は増大する。
【００９２】
＜トナーの帯電量測定モードについて＞
図６は、本実施形態に係る画像形成装置１０において実行される帯電量測定モードのフローチャートである。図７Ａ〜図７Ｉは、本実施形態に係る画像形成装置１０において実行される帯電量測定モード時に中間転写ベルト１４１上に形成される画像パターンＡ〜Ｉの模式図である。図８は、画像形成装置１０において実行される帯電量測定モード時に形成される測定用トナー像の濃度が、現像バイアスの周波数に応じて変化する様子を示す模式図である。
【００９３】
図６を参照して、帯電量測定モードが開始されると、モード制御部９８４は、感光体ドラム２０上の画像形成領域ＩＡに形成する測定用トナー像を含む画像パターンを記憶部９８３に記憶された画像パターンＡ〜Ｉの中から選択する（ステップＳ０１）。当該画像パターンＡ〜Ｉについては、後記で更に詳述する。
【００９４】
次に、モード制御部９８４が現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させるための変数ｎをｎ＝１に設定する（ステップＳ０２）。そして、モード制御部９８４は、駆動制御部９８１およびバイアス制御部９８２を制御して、予め設定された基準現象バイアスを印加した状態で、現象ローラー２３１を１回転以上回転させた後、現像バイアスの交流電圧の周波数を第１の周波数（ｎ＝１）に設定する（ステップＳ０３）。なお、当該基準現象バイアスは、帯電量測定モードが直前の画像形成の履歴の影響を受けないために設定される。通常、この基準現像バイアス条件には、印字（画像形成）に使用する際のバイアスが適用される。なお、基準現像バイアスとして直流電圧のみが適用されると、上記の履歴の解消効果が弱いので、直流電圧および交流電圧が重畳的に適用されることが望ましい。
【００９５】
次に、交流電圧の周波数が前記第１の周波数に設定された現像バイアスで、予め設定された測定用トナー像が現像され（ステップＳ０４）、当該トナー像が感光体ドラム２０から中間転写ベルト１４１に転写される（ステップＳ０５）。そして、当該測定用トナー像の画像濃度が濃度センサー１００によって測定され（ステップＳ０６）、第１の周波数の値とともに、取得された画像濃度が記憶部９８３に記憶される（ステップＳ０７）。
【００９６】
次に、モード制御部９８４は、周波数に関する変数ｎが予め設定された規定回数Ｎに到達したか否かを判定する（ステップＳ０８）。ここで、ｎ≠Ｎの場合（ステップＳ０８でＮＯ）には、ｎの値が１つカウントアップされ（ｎ＝ｎ＋１、ステップＳ０９）、ステップＳ０３からＳ０７までが繰り返される。なお、帯電量測定の精度を高くするためには、規定回数Ｎ＝２以上であることが望ましく、３≦Ｎに設定されることが更に望ましい。一方、ｎ＝Ｎの場合（ステップＳ０８でＹＥＳ）には、モード制御部９８４が、記憶部９８３に記憶された情報に基づいて、図４に示される近似直線の傾きを算出する（ステップＳ１０）。そして、モード制御部９８４は、記憶部９８３に格納されている図５に示されるグラフ（参照情報）に基づいて、上記の傾きからトナーの帯電量を推定し（ステップＳ１１）、帯電量測定モードを終了する。
【００９７】
図８では、規定回数Ｎ＝３の場合に、周波数ｆが増大されることによって、測定用トナー像の画像濃度が上昇している例を示している。この場合、トナーの帯電量は、図４の２７．５μｃ／ｇのように相対的に低めである。
【００９８】
なお、Ｎ＝２の場合に、ステップＳ０６において測定される画像濃度がそれぞれ、ＩＤ１、ＩＤ２と定義される。また、第１の周波数がｆ１（ｋＨｚ）、第２の周波数がｆ２（ｋＨｚ）（ｆ２＜ｆ１）と定義される。この場合、図４に示される直線の傾きａは、式１で算出される。
傾きａ＝（ＩＤ１−ＩＤ２）／（ｆ１−ｆ２））  ・・・（式１）
傾きａはトナー帯電量によって異なり、トナー帯電量が低いと「正（＋）」となり、トナー帯電量が低いと「負（−）」となる。なお、３≦Ｎの条件で測定する場合には、最小自乗法で求めた１次式の近似直線の傾きを用いればよい。また、図５に示される参照情報は、式２で示される。
Ｑ／Ｍ＝Ａ×直線の傾き＋Ｂ  ・・・（式２）
ここで、ＡおよびＢは、現像剤固有の値であり、予め実験によって決定されている。Ｑ／Ｍは、単位質量あたりのトナー帯電量を意味する。ステップＳ１０において式１から算出された近似直線の傾きａを式２に代入すれば、トナー帯電量Ｑ／Ｍが算出される。なお、図６に示される帯電量測定モードは、図１の各色の現像装置２３に対してそれぞれ実行されてもよく、またモード実行中に設定される周波数は現像装置２３毎に固有の値に設定してもよい。特に、画像形成装置１０の周辺の温湿度や耐久枚数に応じて望ましい周波数が既知の場合には、モード実行中に設定される周波数は当該既知の周波数の近傍で設定されてもよい。また、前回のトナー帯電量測定モードの結果を参照して、新たな測定モードに用いられる周波数が選定されても良い。この場合、測定されるトナー帯電量の精度を高めることができる。
【００９９】
＜帯電量測定モードの実行タイミングについて＞
本実施形態に係る帯電量測定モードの実行タイミングは、自動によって開始されるものと手動によって開始されるものとがある。自動による帯電量測定モードは、後記のとおり画像形成装置１０のキャリブレーション（セットアップ、画質調整動作などとも言う）の実行前後や画像形成時の紙間で行われる。
【０１００】
更に、画像形成装置１０が製造後に工場から出荷される時と、画像形成装置１０の使用場所において実行される本体セットアップ時に、上記の帯電量測定モードがそれぞれ実行されることが望ましい。この結果、画像形成装置１０の休止期間中の影響を予測する事も可能になる。すなわち、現像剤は、休止期間が長いと帯電量が低くなる傾向にあり、この傾向は放置された期間や環境によってそのレベルが異なることが多い。したがって、工場出荷時および本体セットアップ時のトナー帯電量がそれぞれ測定されることで、現像剤の放置による劣化状態が予測され、放置時間が非常に長い場合や劣悪環境に放置されていた場合は、この２つのトナー帯電量（工場出荷時と本体セットアップ時のトナー帯電量）の差が大きく検出される。この様な場合には、使用場所において現像剤の入れ替えを促すことができる。
【０１０１】
一方、工場出荷時および本体セットアップ時のトナー帯電量が低くても、両者のトナー帯電量の差が小さい場合には、現像剤が劣化している可能性は低い。このため、使用場所において現像剤を入れ替える必要はなく、トナー濃度や現像条件（現像バイアスなど）を調整することで、画質を向上させることができる。以上のように、本実施形態に係るトナー帯電量測定モードが、画像形成装置１０が使用されない状態で所定の期間放置された後に実行されることで、現像剤の状態変化を把握することが可能となる。
【０１０２】
＜画像パターンの選択について＞
上記の帯電量測定モードは、シートＰに転写されるトナー像が感光体ドラム２０上に形成される現像動作時とは異なる非現像動作時（キャリブレーションや紙間）に実行される。トナーの帯電量を精度良く測定するためには、モード制御部９８４が感光体ドラム２０上に多くの測定用トナー像を形成することが望ましい。しかしながら、この場合、通常の画像形成動作（現像動作）が実行できない時間が増大するとともに、測定時に消費するトナー量が増大する。そこで、本実施形態では、モード制御部９８４が、図６のステップＳ０１において、トナーの帯電量を精度良くかつ効率的に測定するための測定用トナー像を含む画像パターンを選択する。
【０１０３】
特に、本実施形態では、モード制御部９８４は、前記選択情報として、過去にトナー像が転写されたシートＰの印字枚数情報、過去にシートＰ上に形成されたトナー像の印字率情報、これまでの現像ローラー２３１の駆動時間情報、連続印字時に少なくともトナー像が形成されるシートＰ同士の間隔に関する情報を含む印字モード情報、画像形成装置１０の周辺または内部の温度および湿度のうちの少なくとも一方を含む環境情報のうちの少なくとも一つの情報に基づいて、前記測定用トナー像の前記画像パターンを選択する。なお、印字率とは、シートＳのシート面（画像形成可能領域）に形成される画像の割合である。次に、図７Ａ乃至図７Ｉを参照して、本実施形態に係る記憶部９８３に格納された各画像パターンを説明する。
【０１０４】
図７Ａには、本実施形態に係る画像パターンＡ（第１画像パターン）が示されている。なお、各図の画像パターンの測定用トナー像には、画像形成部１３の色および画像密度（％）が示されている。なお、画像密度とは、低濃度領域、高濃度領域を指し示す特性値であり、０（％）から１００（％）で示される。画像密度１００（％）はベタ画像とも言う。すなわち、各パターン図で、Ｃ１００とは、シアン色の１００％（ベタ）画像を意味する。当該画像パターンＡでは、各色の感光体ドラム２０上に、主走査方向ＭＳに沿って延びる測定用トナー像が形成され、順に中間転写ベルト１４１上に一次転写される。シアン色、マゼンタ色、イエロー色およびブラック色の各感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４の間、測定用トナー像が現像される。また、中間転写ベルト１４１上に形成される全ての測定用トナー像の画像濃度の検出には、時間Ｔを要する。たとえば、当該画像パターンＡが現像バイアスの複数の周波数に応じて順に形成されることで、前述の帯電量測定モードにおいてトナーの帯電量を測定することができる。なお、図７Ａでは、各色の測定用トナー像の画像密度として１００％、すなわちベタ画像が示されているが、測定用トナー像はこれよりも低い画像密度によって形成されてもよい。一例として、画像パターンＡの各測定用トナー像の大きさは、主走査方向ＭＳに２６０ｍｍ、副走査方向ＳＳに２０ｍｍである。
【０１０５】
図７Ａに示すような画像パターンＡは、帯電量測定モードにおいて選択される基本的な画像パターンに相当する。特に、各色の測定用トナー像の濃度が第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２の２箇所において測定されるため、これらの検出濃度の平均値からトナーの帯電量を測定することができる。このため、現像ローラー２３１（現像装置２３）の前後方向におけるトナーの帯電量の差をキャンセルすることができる。なお、後記のように、帯電量測定モードが実行される前に、通常の画像形成動作において印字された画像の印字率が所定の第１閾値（たとえば１５％）よりも高い場合、または、通常の画像形成動作において印字された画像の前記印字率が前記第１閾値よりも低く設定された第２閾値（たとえば７％）よりも更に低い場合には、現像装置２３の現像ハウジング２３０内のトナー濃度の傾きが生じやすく、第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２の検出濃度に差が生じる可能性があるため、後記の画像パターンＤ、Ｅなどが選択されることが望ましい。
【０１０６】
なお、画像パターンＡについて換言すれば、当該画像パターンＡは、主走査方向ＭＳにおける画像形成領域ＩＡの第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２に対向する領域を含むように主走査方向ＭＳに沿って連続的に延びる測定用トナー像を含む。
【０１０７】
図７Ｂには、本実施形態に係る画像パターンＢ（第２画像パターン）が示されている。当該画像パターンＢでは、各色の感光体ドラム２０上に、主走査方向ＭＳに沿って延びる測定用トナー像が形成され、順に中間転写ベルト１４１上に一次転写される。画像パターンＢでは、イエロー色のベタ画像からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、マゼンタ色のベタ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。その後、ブラック色のベタ画像からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、シアン色のベタ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。一例として、画像パターンＢの各測定用トナー像の大きさは、主走査方向ＭＳに１２０ｍｍ、副走査方向ＳＳに２０ｍｍである。
【０１０８】
なお、イエロー色、マゼンタ色の感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ１の間、測定用トナー像が現像される。一方、ブラック色およびシアン色の各感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ２の間、測定用トナー像が現像される。また、中間転写ベルト１４１上に形成される全ての測定用トナー像の画像濃度の検出には、時間Ｔを要する。当該画像パターンＢにおける時間Ｔは、先の画像パターンＡにおける時間Ｔよりも短くなる。たとえば、当該画像パターンＢが現像バイアスの複数の周波数に応じて順に形成されることで、前述の帯電量測定モードにおいてトナーの帯電量を測定することができる。なお、図７Ｂでも、各色の測定用トナー像の画像密度として１００％、すなわちベタ画像が示されているが、測定用トナー像はこれよりも低い画像密度によって形成されてもよい。
【０１０９】
図７Ｂに示すような画像パターンＢは、紙間などの限られたタイミング（時間）で帯電量測定モードが実行される場合に選択されることが望ましい。特に、時間ｔ１またはｔ２に、２つの色の測定用トナー像の画像濃度を検出することが可能となるため、前述の画像パターンＡと比較して、測定用トナー像の濃度検出に要する時間が半減する。したがって、複数枚のシートＰに連続して画像が形成される際に紙間（非現像動作時）に画像パターンＢが選択、形成されることが望ましい。
【０１１０】
なお、画像パターンＢについて換言すれば、当該画像パターンＢは、複数の画像形成部１３のうちの一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第１濃度センサーＳ１に対向する領域に配置される第１測定用トナー像（たとえば図７Ｂの左上のＹ１００）と、複数の画像形成部１３のうちの前記一の画像形成部１３とは異なる他の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第２濃度センサーＳ２に対向する領域かつ前記第１測定用トナー像の前記主走査方向の延長線上に配置される第２測定用トナー像（たとえば図７Ｂの右上のＭ１００）と、を含む。
【０１１１】
図７Ｃには、本実施形態に係る画像パターンＣ（第３画像パターン）が示されている。当該画像パターンＣでは、各色の感光体ドラム２０上に、主走査方向ＭＳに沿って延びる測定用トナー像が形成され、順に中間転写ベルト１４１上に一次転写される。画像パターンＣでは、イエロー色の５０％ハーフ画像（画像密度５０％のハーフトーン画像）からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、シアン色の５０％ハーフ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。その後、ブラック色の５０％ハーフ画像からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、マゼンタ色の５０％ハーフ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。
【０１１２】
なお、イエロー色、シアン色の感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ１の間、測定用トナー像が現像される。一方、ブラック色およびマゼンタ色の各感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ２の間、測定用トナー像が現像される。また、中間転写ベルト１４１上に形成される全ての測定用トナー像の画像濃度の検出には、時間Ｔを要する。当該画像パターンＣにおける時間Ｔは、先の画像パターンＡにおける時間Ｔよりも短く、画像パターンＢにおける時間と同等になる。たとえば、当該画像パターンＣが現像バイアスの複数の周波数に応じて順に形成されることで、前述の帯電量測定モードにおいてトナーの帯電量を測定することができる。なお、図７Ｃにおいて、各色の測定用トナー像の画像密度として５０％ハーフ画像で示されているが、測定用トナー像はこれよりも高いまたは低いハーフ画像によって形成されてもよい。
【０１１３】
図７Ｃに示すような画像パターンＣは、画像パターンＢと同様に、紙間などの限られたタイミング（時間）で帯電量測定モードが実行される場合に、選択される。特に、時間ｔ１またはｔ２に、２つの色の測定用トナー像の画像濃度を検出することが可能となるため、前述の画像パターンＡと比較して、測定用トナー像の濃度検出に要する時間が半減する。また、画像パターンＣは、現像装置２３のトナーの帯電量が上昇し、測定用トナー像の濃度が低くなりやすい場合に、有効である。一例として、周囲の環境が低温かつ低湿の場合に、このような現象が生じやすくなる。
【０１１４】
なお、画像パターンＣについて換言すれば、当該画像パターンＣは、前記複数の画像形成部１３のうちの一の画像形成部１３において形成される前記測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第１濃度センサーＳ１に対向する領域に配置される第３測定用トナー像（たとえば図７ＣのＹ５０）と、複数の画像形成部１３のうちの前記一の画像形成部１３とは異なる他の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第２濃度センサーＳ２に対向する領域かつ前記第３測定用トナー像と前記主走査方向において重なる位置に配置される第４測定用トナー像（たとえば図７ＣのＣ５０）と、を含む。このため、ハーフ画像の画像濃度の検出または後記の変形実施形態において現像電流の検出に誤差が生じやすい場合であっても、測定用トナー像の面積が主走査方向ＭＳに沿って大きく確保されているため、トナーの帯電量を安定して検出することができる。
【０１１５】
また、図７Ｃに示すように、画像パターンＣの前記第３測定用トナー像（Ｙ５０）および前記第４測定用トナー像（Ｃ５０）は、画像形成領域ＩＡの主走査方向ＭＳにおける中心部ＣＬを跨ぐようにそれぞれ配置されている。この結果、測定用トナー像の面積が主走査方向ＭＳに沿って特に大きく確保されているため、トナーの帯電量を安定して検出することができる。この際、第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２の対向領域には、各色の単色画像が配置されているため、二次色画像を読み取ることで検出濃度に誤差が生じることがない。なお、画像パターンＣでは、画像パターンＢよりもトナーの消費量が多いため、画像パターンＢを用いた帯電量測定モードが所定回数実行されると、画像パターンＣが１回選択されるように、画像パターンＢおよびＣが組み合わされて選択されるものでもよい。
【０１１６】
図７Ｄには、本実施形態に係る画像パターンＤ（第４画像パターン）が示されている。当該画像パターンＤでは、各色の感光体ドラム２０上に、主走査方向ＭＳに沿って延びる測定用トナー像が形成され、順に中間転写ベルト１４１上に一次転写される。画像パターンＤでは、ブラック色のベタ画像からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、マゼンタ色のベタ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。その後、マゼンタ色のベタ画像からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、ブラック色のベタ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。
【０１１７】
なお、１つ目のブラック色、マゼンタ色の感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ１の間、測定用トナー像が現像される。一方、２つ目のマゼンタ色およびブラック色の各感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ２の間、測定用トナー像が現像される。また、中間転写ベルト１４１上に形成される全ての測定用トナー像の画像濃度の検出には、時間Ｔを要する。当該画像パターンＤにおける時間Ｔは、先の画像パターンＡにおける時間Ｔよりも短く、画像パターンＢおよびＣの時間Ｔと同等である。たとえば、当該画像パターンＤが現像バイアスの複数の周波数に応じて順に形成されることで、前述の帯電量測定モードにおいてトナーの帯電量を測定することができる。なお、図７Ｄでも、各色の測定用トナー像の画像密度として１００％、すなわちベタ画像で示されているが、測定用トナー像はこれよりも低い画像密度によって形成されてもよい。
【０１１８】
図７Ｄに示すような画像パターンＤも、紙間などの限られたタイミング（時間）で帯電量測定モードが実行される場合に、選択されることが可能である。特に、時間ｔ１またはｔ２に、２つの色の測定用トナー像の画像濃度を検出することが可能となるため、前述の画像パターンＡと比較して、測定用トナー像の濃度検出に要する時間が半減する。この場合、連続する２つの紙間を利用して、４色の測定用トナー像が形成される。
【０１１９】
更に、画像パターンＤでは、各色の現像ローラー２３１（図２Ｂ）の第１搬送方向上流側のトナーによって顕在化される測定用トナー像の濃度が第１濃度センサーＳ１によって検出され、現像ローラー２３１（図２Ｂ）の第１搬送方向下流側のトナーによって顕在化される測定用トナー像の濃度が第２濃度センサーＳ２によって検出される。このため、各濃度センサーの検出結果から、同じ色の現像ローラー２３１の上流側および下流側のトナーの帯電量を個別に測定することができる。ここで、現像ローラー２３１の上流側および下流側のトナーの帯電量が大きく異なる場合には、現像装置２３内でのトナーの荷電性能が悪化している可能性がある。したがって、モード制御部９８４は、画像形成装置１０の不図示の表示部などを通じて、現像装置２３の交換や、現像剤の交換を促すことが望ましい。また、後記の現像剤回復モードが促されてもよい。これらの情報は、電話回線、インターネット回線を通じてサービスセンターに送信されてもよい。
【０１２０】
なお、上記のようなトナーの荷電性能の低下は、高印字率の画像が連続して印字された場合に生じやすい。このため、モード制御部９８４は、画像パターンを選択するための前記印字率情報として、所定の印字枚数におけるトナー像の印字率の平均値が予め設定された閾値を超えた場合に、画像パターンＤを選択することが望ましい。一方、極端に高い印字率の画像が連続して形成されず、現像装置２３内のトナー濃度が安定して推移しやすい印字動作が実行されている場合には、前述の画像パターンＢによって、４色の測定用トナー像が一つの紙間で形成されることが望ましい。
【０１２１】
なお、図７Ｄにおいて、主走査方向ＭＳにおいて互いに隣接した位置に同じ色の測定用トナー像が形成された場合であっても、上記のような効果が奏される。ただし、後記の変形実施形態のように現像電流を用いてトナーの帯電量を測定する場合には、同じ色の現像ローラー２３１の第１搬送方向上流側および下流側のトナーによって顕在化される複数の測定用トナー像は、図７Ｄのように、副走査方向ＳＳに互いにずれた位置に配置されることが望ましい。第１搬送方向上流側および下流側の各測定用トナー像が現像される際の現像電流を個別に測定するためである。
【０１２２】
なお、画像パターンＤについて換言すれば、当該画像パターンＤは、複数の画像形成部１３のうちの一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第１濃度センサーＳ１に対向する領域に配置される第５測定用トナー像（図７Ｄの左上のＢＫ１００）と、複数の画像形成部１３のうちの前記一の画像形成部１３とは異なる他の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第２濃度センサーＳ２に対向する領域かつ前記第５測定用トナー像の主走査方向ＭＳの延長線上に配置される第６測定用トナー像（図７Ｄの右上のＭ１００）と、前記他の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第１濃度センサーＳ１に対向する領域で前記第５測定用トナー像に対して副走査方向ＳＳに間隔をおいた位置に配置される第７測定用トナー像（図７Ｄの左下のＭ１００）と、前記一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第２濃度センサーＳ２に対向する領域かつ前記第７測定用トナー像の主走査方向ＭＳの延長線上に配置される第８測定用トナー像（図７Ｄの右下のＢＫ１００）と、を含む。
【０１２３】
図７Ｅには、本実施形態に係る画像パターンＥ（第５画像パターン）が示されている。当該画像パターンＥでは、各色の感光体ドラム２０上に、主走査方向ＭＳに沿って延びる測定用トナー像が形成され、順に中間転写ベルト１４１上に一次転写される。たとえば、画像パターンＥでは、シアン色のベタ画像からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、ブラック色のベタ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。その後、ブラック色の５０％ハーフ画像からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、シアン色の５０％ハーフ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。なお、イエロー色およびマゼンタ色についても同様の画像パターンが形成される。また、画像パターンに用いられる色の組み合わせは、これらに限定されるものではない。
【０１２４】
なお、１段目の測定用トナー像に対応するシアン色、ブラック色の感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ１の間、測定用トナー像が現像される。一方、２段目の測定用トナー像に対応するブラック色およびシアン色の感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ２の間、測定用トナー像が現像される。また、中間転写ベルト１４１上に形成される全ての測定用トナー像の画像濃度の検出には、時間Ｔを要する。当該画像パターンＥにおける時間Ｔは、先の画像パターンＡにおける時間Ｔよりも短く、画像パターンＢ、ＣおよびＤの時間Ｔと同等である。たとえば、当該画像パターンＥが現像バイアスの複数の周波数に応じて順に形成されることで、前述の帯電量測定モードにおいてトナーの帯電量を測定することができる。なお、図７Ｅでも、各色の測定用トナー像の画像密度としてベタ画像および５０％ハーフ画像で示されているが、測定用トナー像はこれとは異なる画像密度によって形成されてもよい。
【０１２５】
図７Ｅに示すような画像パターンＥも、紙間などの限られたタイミング（時間）で帯電量測定モードが実行される場合に、選択されることが可能である。特に、時間ｔ１またはｔ２に、２つの色の測定用トナー像の画像濃度を検出することが可能となるため、前述の画像パターンＡと比較して、測定用トナー像の濃度検出に要する時間が半減する。更に、画像パターンＥでは、ｔ１およびｔ２の間に、各色のベタ画像および５０％ハーフ画像の濃度を第１濃度センサーＳ１または第２濃度センサーＳ２によって検出することができる。このため、現像装置２３におけるトナーの現像性能が低下し、ベタ画像とハーフ画像との現像性能のバランスが崩れやすい場合には、画像パターンＥによってトナーの帯電量を安定して測定することができる。
【０１２６】
なお、上記のようなベタ画像とハーフ画像との現像性能のバランスの低下は、低印字率の画像が連続して印字された場合、より詳しくは、このような画像が間欠印字モードで印字された場合に生じやすい。ここで、間欠印字モードとは、通常の厚さのシートＰよりも厚いシートＰ（厚紙など）に画像が形成される場合に、定着部１６における定着時間を確保するために、紙間が大きく設定されるモードである。現像装置２３では、紙間に対応するタイミングでも現像ローラー２３１などが回転している。したがって、紙間が大きくなると現像装置２３の各部材の空回し時間が増大し、トナーの劣化が促進されてしまう。この場合、ベタ画像とハーフ画像との現像性能のバランスが崩れやすくなる。
【０１２７】
このような場合には、モード制御部９８４は、画像パターンを選択するための前記印字率情報として、前記印字率情報として、所定の印字枚数における前記トナー像の印字率の平均値が予め設定された閾値を下回った場合に、画像パターンＥを選択することが望ましい。この場合、ベタ画像では現像バイアスの周波数に応じた濃度差が生じにくく、ハーフ画像では濃度が薄すぎて検出されにくい場合に、トナーの帯電量を安定して測定することができる。
【０１２８】
より詳しくは、モード制御部９８４は、画像パターンを選択するための前記印字率情報として、所定の印字枚数における前記トナー像の印字率の平均値が予め設定された閾値を下回り、かつ、画像パターンを選択するための前記印字モード情報として、前記トナー像が形成される前記シート同士の間隔が予め設定された閾値を超えた場合に、画像パターンＥを選択することが望ましい。また、通常の画像形成時の紙間に画像パターンＥが形成されるためには、複数の紙間にわたって測定用トナー像の形成が必要になるため、印字ジョブの終了時に、画像パターンＥを選択した帯電量測定モードが実行されることが望ましい。
【０１２９】
なお、画像パターンＥについて換言すれば、当該画像パターンＥは、複数の画像形成部１３のうちの一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第１濃度センサーＳ１に対向する領域に配置される第９測定用トナー像（図７Ｅの左上のＣ１００）と、複数の画像形成部１３のうちの前記一の画像形成部１３とは異なる他の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第２濃度センサーＳ２に対向する領域かつ前記第９測定用トナー像の主走査方向ＭＳの延長線上に配置される第１０測定用トナー像（図７Ｅの右上のＢＫ１００）と、前記他の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第１濃度センサーＳ１に対向する領域で前記第９測定用トナー像に対して副走査方向ＳＳに間隔をおいた位置に配置され前記第１０測定用トナー像とは異なる画像密度を有する第１１測定用トナー像（図７Ｅの左下のＢＫ５０）と、前記一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第２濃度センサーＳ２に対向する領域かつ前記第１１測定用トナー像の主走査方向ＭＳの延長線上に配置され前記第９測定用トナー像とは異なる画像密度を有する第１２測定用トナー像（図７Ｅの右下のＣ５０）と、を含む。
【０１３０】
図７Ｆには、本実施形態に係る画像パターンＦ（第５画像パターン）が示されている。当該画像パターンＦでは、各色の感光体ドラム２０上に、主走査方向ＭＳに沿って延びる測定用トナー像が形成され、順に中間転写ベルト１４１上に一次転写される。たとえば、画像パターンＦでは、ブラック色のベタ画像からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、シアン色の５０％ハーフ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。その後、シアン色のベタ画像からなる測定用トナー像が第１濃度センサーＳ１によって検知され、ブラック色の５０％ハーフ画像からなる測定用トナー像が第２濃度センサーＳ２によって検知される。
【０１３１】
なお、１段目の測定用トナー像に対応するブラック色、シアン色の感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ１の間、測定用トナー像が現像される。一方、２段目の測定用トナー像に対応するシアン色およびブラック色の感光体ドラム２０では、それぞれ時間ｔ２の間、測定用トナー像が現像される。また、中間転写ベルト１４１上に形成される全ての測定用トナー像の画像濃度の検出には、時間Ｔを要する。当該画像パターンＥにおける時間Ｔは、先の画像パターンＡにおける時間Ｔよりも短く、画像パターンＢ、Ｃ、ＤおよびＥの時間Ｔと同等である。たとえば、当該画像パターンＦが現像バイアスの複数の周波数に応じて順に形成されることで、前述の帯電量測定モードにおいてトナーの帯電量を測定することができる。なお、図７Ｆでも、各色の測定用トナー像の画像密度としてベタ画像および５０％ハーフ画像で示されているが、測定用トナー像はこれとは異なる画像密度によって形成されてもよい。
【０１３２】
図７Ｆに示すような画像パターンＦも、紙間などの限られたタイミング（時間）で帯電量測定モードが実行される場合に、選択されることが可能である。特に、時間ｔ１またはｔ２に、２つの色の測定用トナー像の画像濃度を検出することが可能となるため、前述の画像パターンＡと比較して、測定用トナー像の濃度検出に要する時間が半減する。更に、画像パターンＦでは、ｔ１およびｔ２の間に、各色のベタ画像および５０％ハーフ画像の濃度を第１濃度センサーＳ１または第２濃度センサーＳ２によって検出することができる。このため、現像装置２３におけるトナーの現像性能が低下しベタ画像とハーフ画像との現像性能のバランスが崩れやすい場合には、画像パターンＦによってトナーの帯電量を安定して測定することができる。なお、図７Ｆでも、同じ色の１００％画像および５０％ハーフ画像の副走査方向における位置がずれているため、後記の変形実施形態のように、トナーの帯電量測定に現像電流を用いることができる。
【０１３３】
更に、画像パターンＦでは、感光体ドラム２０の画像形成領域ＩＡのうち、第１搬送方向上流側（図７Ｆの左側）に高い画像密度の測定用トナー像が形成される。このため、当該測定用トナー像のトナーがクリーニング装置２５のクリーニングブレード２５１によって回収されるとともに、クリーニングスクリュー２５２によって第１搬送方向下流側に搬送されると、第１搬送方向の全体に亘ってクリーニングブレード２５１の先端部にトナーを潤滑剤として介在させることができる。このため、クリーニングブレード２５１の捲れやトナーの擦り抜けが発生することが防止される。このように、クリーニングスクリュー２５２の搬送方向の上流側に、高い画像密度の測定用トナー像を形成することで、トナーの帯電量を測定するとともに、クリーニング装置２５における不具合を防止することができる。なお、画像パターンＥとＦとが、複数回の帯電量測定モードにおいて交互に組み合される態様でもよい。
【０１３４】
なお、画像パターンＦについて換言すれば、当該画像パターンＦは、複数の画像形成部１３のうちの一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第１濃度センサーＳ１に対向する領域に配置される第９測定用トナー像（図７Ｆの左上のＢＫ１００）と、複数の画像形成部１３のうちの前記一の画像形成部１３とは異なる他の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第２濃度センサーＳ２に対向する領域かつ前記第９測定用トナー像の主走査方向ＭＳの延長線上に配置される第１０測定用トナー像（図７Ｆの右上のＣ５０）と、前記他の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第１濃度センサーＳ１に対向する領域で前記第９測定用トナー像に対して副走査方向ＳＳに間隔をおいた位置に配置され前記第１０測定用トナー像とは異なる画像密度を有する第１１測定用トナー像（図７Ｆの左下のＣ１００）と、前記一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第２濃度センサーＳ２に対向する領域かつ前記第１１測定用トナー像の主走査方向ＭＳの延長線上に配置され前記第９測定用トナー像とは異なる画像密度を有する第１２測定用トナー像（図７Ｆの右下のＢＫ５０）と、を含む。そして、図７Ｆの第９測定用トナー像および第１１測定用トナー像の画像密度は、第１０測定用トナー像および第１２測定用トナー像の画像密度よりも大きく設定されている。
【０１３５】
図７Ｇには、本実施形態に係る画像パターンＧ（第５画像パターン）が示されている。なお、当該画像パターンＧは、先の画像パターンＥ（図７Ｅ）と比較して、測定用トナー像の大きさにおいて相違するため、当該相違点を中心に説明する。図７Ｇに示すように、画像パターンＧでは、２段目のブラック色の５０％ハーフ画像（第１１測定用トナー像）とシアン色の５０％ハーフ画像（第１２測定用トナー像）とが、主走査方向ＭＳにおいて重なる位置に配置されている。より詳しくは、これらの測定用トナー像は、いずれも画像形成領域ＩＡの主走査方向ＭＳにおける中心部ＣＬを跨ぐようにそれぞれ配置されている。
【０１３６】
このような画像パターンＧによれば、ハーフ画像における現像性能が低い場合に、ハーフ画像の測定用トナー像の面積が大きく設定されることで、トナーの帯電量を安定して測定することができる。特に、周囲の環境が、高温かつ高湿または低温かつ低湿などのような過酷な環境の場合に、現像装置２３の現像性能が大きく変化しやすいため、画像パターンＧが選択されることが望ましい。なお、画像パターンＧの２段目の測定用トナー像の副走査方向ＳＳにおける長さが必要に応じて拡張されてもよい。この場合、印字ジョブの終了時に、画像パターンＧを選択した帯電量測定モードが実行されることが望ましい。これは、印字動作の所要時間に影響を与えないためである。
【０１３７】
なお、後記の変形実施形態のように現像電流を用いてトナーの帯電量を測定する場合には、図７Ｇのように測定用トナー像の主走査方向ＭＳにおける幅が大きく設定されると、時間ｔ２の現像動作時に流れる現像電流が増大するため、電流検出値が安定する。このため、図７Ｇの画像パターンＧが選択されることが更に望ましい。なお、この際も、第１濃度センサーＳ１および第2濃度センサーＳ２が対向する位置には、単色の測定用トナー像が配置されている。
【０１３８】
図７Ｈには、本実施形態に係る画像パターンＨ（第１画像パターン）が示されている。なお、当該画像パターンＨは、先の画像パターンＡ（図７Ａ）と比較して、測定用トナー像の形状において相違するため、当該相違点を中心に説明する。図７Ｈに示すように、画像パターンＨでは、各色の測定用トナー像のうち、第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２に対向しない領域では、測定用トナー像の副走査方向ＳＳにおける幅が小さく設定されている。このような画像パターンＨが感光体ドラム２０上に形成されることで、第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２によって各トナー像の濃度を安定して測定することができるとともに、中心部ＣＬを挟んだ幅広い領域でクリーニング装置２５のクリーニングブレード２５１にトナーを供給することができる。このため、前述のようにクリーニングブレード２５１の捲れやトナーの擦り抜けを防止することができる。また、中央部ＣＬを挟んだ領域のトナー像の幅が小さく設定されることで、不要なトナーの消費を抑制することができる。
【０１３９】
なお、画像パターンＨについて換言すれば、画像パターンＨ（図７Ｈ）のうち第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２に対向する領域の副走査方向ＳＳにおける幅よりも、第１濃度センサーＳ１と第２濃度センサーＳ２との間の領域の副走査方向ＳＳにおける幅が小さく設定されている。画像パターンＨは、低印字率の画像を印字する画像形成動作が連続した場合に、選択されることが望ましい。
【０１４０】
図７Ｉには、本実施形態に係る画像パターンＩ（第６画像パターン）が示されている。なお、当該画像パターンＩは、先の画像パターンＡ（図７Ａ）と比較して、測定用トナー像の形状において相違するため、当該相違点を中心に説明する。図７Ｉに示すように、画像パターンＩでは、各色の測定用トナー像のうち、第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２に対向しない領域では、測定用トナー像が主走査方向ＭＳに間隔をおいて分割して形成されている。このような画像パターンＩが感光体ドラム２０上に形成された場合でも、第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２によって各トナー像の濃度を安定して測定することができるとともに、中心部ＣＬを挟んだ幅広い領域でクリーニング装置２５のクリーニングブレード２５１にトナーを供給することができる。なお、測定用トナー像が分割して配置される場合でも、クリーニングスクリュー２５２によってトナーが第１搬送方向に搬送されるため、クリーニングブレード２５１の先端部にはトナーを連続的に介在させることができる。このため、前述のようにクリーニングブレード２５１の捲れやトナーの擦り抜けを防止することができる。また、測定用トナー像が分割して配置されることで、不要なトナーの消費を抑制することができる。
【０１４１】
なお、画像パターンＩについて換言すれば、当該画像パターンＩは、複数の画像形成部１３のうちの一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第１濃度センサーＳ１に対向する領域に配置される第１３測定用トナー像（図７Ｉの左端のトナー像）と、前記一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって画像形成領域ＩＡのうち第２濃度センサーＳ２に対向する領域かつ前記第１３測定用トナー像の主走査方向ＭＳの延長線上に配置される第１４測定用トナー像（図７Ｉの右端のトナー像）と、前記一の画像形成部１３において形成される測定用トナー像であって前記第１３測定用トナー像と前記第１４測定用トナー像との間に間隔をおいて配置される第１５測定用トナー像とを含む。当該第１５測定用トナー像は、１つのトナー像でも互いに間隔をおいて配置される複数のトナー像でもよい。画像パターンＩは、低印字率の画像を印字する画像形成動作が連続した場合に、選択されることが望ましい。
【０１４２】
以上のように、本実施形態では、帯電量測定モードでは、濃度センサー１００によって検出される複数の測定用トナー像の濃度に基づいて、感光体ドラム２０上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量が取得される。この結果、トナーの帯電量を精度良く測定することができる。また、モード制御部９８４は、所定の選択情報に基づいて、記憶部９８３に記憶される複数の画像パターンから帯電量測定モード時に画像形成領域ＩＡに形成される測定用トナー像の画像パターンを選択する。このため、帯電量測定モードに常に同一の画像パターンが使用される場合と比較して、トナーの帯電量の精度と帯電量測定モードの所要時間とのバランスが調整され、トナーの帯電量を効率的に測定することができる。
【０１４３】
また、本実施形態では、モード制御部９８４は、前記選択情報として、トナー像が転写されたシートＰの印字枚数情報、シートＰ上に形成されたトナー像の印字率情報、現像ローラー２３１の駆動時間情報、少なくともトナー像が形成されるシートＰ同士の間隔に関する情報を含む印字モード情報、温度および湿度のうちの少なくとも一方を含む環境情報のうちの少なくとも一つの情報に基づいて、測定用トナー像の画像パターンを選択する。このような構成によれば、帯電量測定モードに影響を与えうる選択情報に基づいて、好適な画像パターンを選択することができる。外乱の影響を極力取り除いた状態で、トナーの帯電量を精度良く測定することができる。
【０１４４】
なお、モード制御部９８４は、上記の各画像パターンを、前記非現像動作時として、一のシートＰと前記一のシートＰの次の他のシートＰとの間の紙間に対応する時に、感光体ドラム２０上に形成することが望ましい。この結果、画像形成装置１０における画像形成動作が妨げられることを抑止しながら、トナーの帯電量を安定してかつ効率的に測定することができる。
【０１４５】
また、本実施形態に係るトナーの帯電量測定モードでは、感光体ドラム２０上の電位を測定する表面電位センサーや現像ローラー２３１に流入する現像電流を測定する電流計を用いることなく、現像装置２３に収容されるトナーの帯電量を取得することができる。この結果、現像装置２３の現像剤交換の要否や現像バイアスの調整の必要性を精度良く判断することができる。
【０１４６】
特に、記憶部９８３に格納されている参照情報は、トナーの帯電量が第１の帯電量である場合に参照用直線の傾きが負であり、トナーの帯電量が第１の帯電量よりも小さな第２の帯電量である場合に参照用直線の傾きが正であり、更に、トナーの帯電量の低下とともに参照用直線の傾きが増大するように設定されている。このような構成によれば、現像バイアスの交流電圧の周波数と感光体ドラム２０（中間転写ベルト１４１）に形成されるトナー像の濃度（現像トナー量）との関係から、トナーの帯電量を精度良く取得することができる。
【０１４７】
また、モード制御部９８４は、所定の時期に実行された帯電量測定モードによって取得されたトナーの帯電量に応じて、次に実行される帯電量測定モード時に画像形成領域ＩＡに形成される測定用トナー像の画像パターンを上記の画像パターンＡ〜Ｉの中から、選択してもよい。この場合、トナーの帯電量に応じて、次の帯電量測定モード時に有効な画像パターンを選択することができる。例えば、トナーの帯電量が低い場合は、現像装置２３内の現像量が多すぎることで、画像濃度からのトナー消費量測定に誤差が生じやすい。このため、画像密度が５０％であるパターンＣを選定することが望ましい。一方、トナーの帯電量が高い場合は、画像濃度からのトナー消費量測定誤差が小さいので、画像密度が１００％であるパターンＢを選定することが望ましい。
【０１４８】
＜トナーの帯電量調整について＞
図９は、本実施形態に係る画像形成装置１０において実行される帯電量調整モードのフローチャートである。モード制御部９８４（帯電量調整部）は、上記の帯電量測定モードから取得されたトナーの帯電量をもとに、現像装置２３内のトナーの帯電量を調整することが可能である。すなわち、モード制御部９８４は、前記取得されたトナーの帯電量が予め設定された所定の閾値（所定の範囲）よりも高い場合には、前記トナーの帯電量を低下させる帯電量低下動作を実行し、前記取得されたトナーの帯電量が前記所定の閾値よりも低い場合には、前記トナーの帯電量を上昇させる帯電量上昇動作を実行する。当該帯電量調整モードの実行指示は、上記の閾値との比較結果に加えて、画像形成装置１０の操作部（不図示）からメンテナンス作業者や使用者によって入力されてもよい。
【０１４９】
図９を参照して、帯電量調整モードが実行されると（ステップＳ２１）、モード制御部９８４は、帯電量測定モードから取得されたトナーの帯電量Ｑ／Ｍ（ｑともいう）が予め設定された閾値ａ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。そして、Ｑ／Ｍ≦ａ１の場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、モード制御部９８４は、更に、帯電量Ｑ／Ｍが予め設定された閾値ａ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。なお、ａ１およびａ２は、ａ２＜ａ１を満たすように予め設定されており、記憶部９８３に格納されている。
【０１５０】
ステップＳ２３において、Ｑ／Ｍ≦ａ２の場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、モード制御部９８４は、現像装置２３内のトナーの帯電量が低いと判定し、強制攪拌動作（帯電量上昇動作）を実行する（ステップＳ２４）。この際、モード制御部９８４は、少なくとも現像装置２３内の第１スクリューフィーダー２３２および第２スクリューフィーダー２３３を回転させることで、現像ハウジング２３０内の現像剤を強制的に攪拌する。この結果、現像装置２３内のトナーの帯電量を安定して上昇させることが可能となり、画像形成装置１０において良好な画像を形成することができる。ステップＳ２４の後、モード制御部９８４は、帯電量調整モードを終了する（ステップＳ２５）。なお、モード制御部９８４は、ステップＳ２４の後、ステップＳ２２、２３を再度実行し、トナーの帯電量が適正範囲に復帰したかを確認してもよい。
【０１５１】
一方、ステップＳ２３において、Ｑ／Ｍ＞ａ２の場合（ステップＳ２３でＮＯ）、モード制御部９８４は、現像装置２３内のトナーの帯電量が適正範囲に含まれていると判定し、現状維持（ステップＳ２６）のまま、帯電量調整モードを終了する（ステップＳ２５）。
【０１５２】
また、ステップＳ２２において、Ｑ／Ｍ＞ａ１の場合（ステップＳ２２でＮＯ）、モード制御部９８４は、トナーの帯電量が高いと判定し、帯電量低下動作としてトナー補給部１５から現像装置２３にトナーを補給する、トナー補給動作を実行する（ステップＳ２７）。この結果、現像装置２３内のトナー量が増大することによって、各トナーの帯電量を安定して低下させることができる。この結果、画像形成装置１０において、良好な画像を形成することができる。ステップＳ２７の後、モード制御部９８４は、帯電量調整モードを終了する（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２７の後においても、モード制御部９８４は、ステップＳ２２、２３を再度実行し、トナーの帯電量が適正範囲に復帰したかを確認してもよい。
【０１５３】
上記のような帯電量調整モードが実行されることで、帯電量測定モードにおいて取得されたトナーの帯電量に応じて、トナーの帯電量を精度良く調整することができる。なお、図９の帯電量調整モードが複数回連続して実行されても、トナーの帯電量が所定の範囲に入らない場合には、トナーが著しく劣化している可能性や現像剤中のキャリアに外添剤が固着、またはキャリアが欠損している可能性がある。この場合、モード制御部９８４は、現像剤回復動作や現像剤の交換作業を画像形成装置１０の不図示の表示部に表示して作業者に促してもよい。なお、現像剤回復動作とは、現像装置２３内のトナーをトナー像によって強制的に吐き出しながら、トナー補給部１５から現像装置２３に補給トナーを供給することで、現像装置２３内のトナーをほぼ入れ替える動作である。
【０１５４】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取り得る。
【０１５５】
（１）上記実施形態では、現像ローラー２３１の表面にローレット溝加工が施される態様にて説明したが、現像ローラー２３１の表面に凹形状（ディンプル）を有するものや、ブラスト加工が施されたものでもよい。
【０１５６】
（２）図１のように画像形成装置１０が複数の現像装置２３を有する場合、上記実施形態に係る帯電量測定モードを１つもしくは２つの現像装置２３で行い、その結果を他の現像装置２３で利用するものでもよい。
【０１５７】
（３）更に、上記の実施形態では、帯電量測定モードにおいて、モード制御部９８４が測定用直線の傾きと記憶部９８３の参照情報とから感光体ドラム２０上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図１０は、本発明の変形実施形態に係る現像装置２３の断面図および制御部９８０の電気的構成を示したブロック図である。また、図１１は、本変形実施形態に係る画像形成装置１０において実行される帯電量測定モードのフローチャートである。
【０１５８】
本変形実施形態では、画像形成装置１０が、更に電流計９７３を備える。
【０１５９】
電流計９７３は、現像ローラー２３１と現像バイアス印加部９７１との間を流れる直流電流を検出する。
【０１６０】
モード制御部９８４は、帯電量測定モードにおいて、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら感光体ドラム２０上に複数の測定用トナー像を形成する。そして、モード制御部９８４は、濃度センサー１００によって検出される複数の測定用トナー像の濃度の差に対する複数の測定用トナー像が形成される際に現像ローラー２３１と現像バイアス印加部９７１との間を流れる現像電流の直流成分の差の比に基づいて、感光体ドラム２０上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する。
【０１６１】
図１１を参照して、モード制御部９８４が帯電量測定モードを開始すると、先の実施形態と同様に、モード制御部９８４が測定用トナー像を含む画像パターンを選択し（ステップＳ３１）、複数の測定用トナー像を形成するための変数ｎをｎ＝１に設定する（ステップＳ３２）。そして、モード制御部９８４は、予め記憶部９８３に格納されているｎ＝１に対応する画像１を選択する（ステップＳ３３）。記憶部９８３には、画像ｎを形成するための静電潜像の画像情報や現像バイアスの交流電圧の周波数に関する情報が格納されている。なお、その他の画像形成動作に関するパラメータは、直前の画像形成動作時と同じ値に設定される。次に、モード制御部９８４は、露光ユニット２２（露光装置）（図１）、駆動制御部９８１およびバイアス制御部９８２を制御して、画像１を形成するための現象バイアスを現像ローラー２３１に印加した状態で現象ローラー２３１を１回転以上回転させた後、感光体ドラム２０上に画像１に対応する測定用トナー像の静電潜像を形成する。感光体ドラム２０の回転に伴って、当該測定用トナー像が感光体ドラム２０と現像ローラー２３１とが対向する現像ニップ部ＮＰを通過する際に、静電潜像にトナーが供給され、測定用トナー像が現像される（ステップＳ３４）。この現像動作時に、電流計９７３によって現像電流（直流電流）が測定される（ステップＳ３５）。
【０１６２】
その後、当該トナー像が感光体ドラム２０から中間転写ベルト１４１に転写される（ステップＳ３６）。そして、当該測定用トナー像の画像濃度が濃度センサー１００によって測定され（ステップＳ３７）、ステップＳ３５で測定された現像電流の値とともに、取得された画像濃度が記憶部９８３に記憶される（ステップＳ３８）。
【０１６３】
次に、モード制御部９８４は、複数の測定用トナー像を形成するための変数ｎが予め設定された規定回数Ｎに到達したか否かを判定する（ステップＳ３９）。ここで、ｎ≠Ｎの場合（ステップＳ３９でＮＯ）には、ｎの値が１つカウントアップされ（ｎ＝ｎ＋１、ステップＳ４０）、ステップＳ３３からＳ３９までが繰り返される。なお、帯電量測定の精度を高くするためには、規定回数Ｎ＝２以上であることが望ましく、３≦Ｎに設定されることが更に望ましい。一方、ｎ＝Ｎの場合（ステップＳ３９でＹＥＳ）には、モード制御部９８４が、トナーの帯電量を推定し（ステップＳ４１）、帯電量測定モードを終了する（ステップＳ４２）。
【０１６４】
なお、一例として、Ｎ＝２の場合に、ステップＳ３５において測定されるｎ＝１、２の現像電流（直流電流）がそれぞれ、Ｉ１、Ｉ２と定義される。またステップＳ３７において測定されるｎ＝１、２の画像濃度がそれぞれ、ＩＤ１、ＩＤ２と定義される。この際、ステップＳ４１におけるトナーの帯電量は、以下の式３から得られる傾きａに相当する。
傾きａ＝（Ｉ１−Ｉ２）／（ＩＤ１−ＩＤ２）  ・・・（式３）
上記の傾きａは、横軸を画像濃度ＩＤ、縦軸を現像電流Ｉとして、ｎ＝１、２におけるデータ（ＩＤ、Ｉ）をそれぞれプロットした場合の２点を通る直線の傾きに相当する。なお、Ｎ＝３以上の条件にてトナーの帯電量を測定する場合には、最小二乗法で求めた１次式の近似直線の傾きａをトナーの帯電量とする。このように現像電流を用いた帯電量測定モードでは、たとえば図７Ｃのように主走査方向ＭＳに長く延びる測定用トナー像によって、時間ｔ１、ｔ２中に現像されるトナー量が多くなる画像パターンが選択されることが望ましい。
【０１６５】
また、他の変形実施形態として、複数の測定用トナー像が形成される際に変化されるパラメータは、現像バイアスの交流電圧の周波数ではなく、露光ユニット２２の露光装置によって形成される静電潜像の印字率であってもよい。
【０１６６】
すなわち、当該変形実施形態では、モード制御部９８４は、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で露光装置を制御して単位面積あたりの印字率を変化させながら感光体ドラム２０上に複数の測定用トナー像を形成する。そして、モード制御部９８４は、濃度センサー１００によって検出される複数の測定用トナー像の濃度の差に対する複数の測定用トナー像が形成される際に現像ローラー２３１と現像バイアス印加部９７１との間を流れる現像電流の直流成分の差の比に基づいて、感光体ドラム２０上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得するものでもよい。なお、この場合も上記の変形実施形態と同様に、式３に基づいてトナーの帯電量が取得できる。
【０１６７】
（４）また、図１２は、本発明の変形実施形態に係る現像装置２３Ｍおよびクリーニング装置２５の内部構造を示す平面図である。現像装置２３Ｍのように、現像ハウジング２３０内には現像剤の２つの循環路が形成されてもよい。この場合も、第１スクリューフィーダー２３２が備える２つの搬送方向に関して、第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２は、搬送方向上流側に配置され、第３濃度センサーＳ３は搬送方向下流側に配置される。したがって、第１濃度センサーＳ１および第２濃度センサーＳ２が対向する位置と、第３濃度センサーＳ３が対向する位置に、それぞれ測定用トナー像が配置されれば、各位置におけるトナーの帯電量を取得できるため、現像装置２３内のトナーの荷電性能（トナーの帯電量の分布）を検出することができる。
【実施例】
【０１６８】
以下、実施例を挙げて本発明の実施形態につき更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、実施した比較実験での各実験条件は以下のとおりである。
【０１６９】
＜共通実験条件＞
・プリント速度：５５枚／分
・感光体ドラム２０：アモルファスシリコン感光体（α−Ｓｉ）
・現像ローラー２３１：外径２０ｍｍ、表面形状ローレット溝加工、周方向に沿って８０列の凹部（溝）が形成されている。
・規制ブレード２３４：ＳＵＳ４３０製、磁性、厚み１．５ｍｍ
・規制ブレード２３４後の現像剤搬送量：２５０ｇ／ｍ２
・現像ローラー２３１の感光体ドラム２０に対する周速：１．８（対向位置でトレール方向）
・感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間の距離：０．３０ｍｍ
・感光体ドラム２０の白地部（背景部）電位Ｖ０：＋２７０Ｖ
・感光体ドラム２０の画像部電位ＶＬ：＋２０Ｖ
・現像ローラー２３１の現像バイアス：周波数＝４．２ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝５０％、Ｖｐｐ＝９００Ｖの交流電圧矩形波、Ｖｄｃ（直流電圧）＝１８０Ｖ
・トナー：正帯電極性トナー、体積平均粒子径６．８μｍ、トナー濃度８％
・キャリア：体積平均粒子径３５μｍ、フェライト・樹脂コートキャリア
【０１７０】
＜現像剤について＞
トナーは粉砕型トナー、コアシェル構造のトナーのどちらであっても同様の効果が確認されている。また、トナー濃度についても、３％から１２％までの範囲で同様の効果が奏されることが確認された。交流電界によるトナーの移動は、磁気ブラシが細かいほどより顕著に起こりやすいことから、キャリアの体積平均粒子径は４５μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上４０μｍ以下がより好ましい。また、フェライトキャリアよりも真比重の小さい、樹脂キャリアの方がより好ましい。なお、実験中のトナーの帯電量の測定（実測）は、トレック社製の吸引式小型帯電量測定装置ＭＯＤＥＬ２１２ＨＳを用いて行った。
【０１７１】
＜キャリアについて＞
キャリアは、体積平均粒子径３５μｍのフェライトコアにシリコンやフッ素などをコーティングしたものであり、具体的には以下の手順で作成した。キャリアコアＥＦ−３５（パウダーテック社製）１０００重量部に、シリコン樹脂ＫＲ−２７１（信越化学社製）２０質量部をトルエン２００質量部に溶解させて、塗布液を作製する。そして、流動層塗布装置により、塗布液を噴霧塗布した後、２００℃で６０分間熱処理して、キャリアを得た。この塗布液の中に、導電剤や荷電制御剤をそれぞれコート樹脂１００部に対し、０〜２０部の範囲で混合し、分散させることで、抵抗調整・帯電調整を行なっている。
【０１７２】
＜実験１＞
上記の条件で、トナーの外添剤の量を変更することでトナーの帯電量を調整し、印字動作を行った。前述の図４、図５に、当実験の結果が示されている。なお、図４では、中間転写ベルト１４１上のトナー像の画像濃度が濃度センサー１００によって測定され、予め取得されたトナー像の画像濃度（センサー出力）と印字紙（用紙）上に形成されるトナー定着画像の画像濃度との相関曲線を用いて、トナー像濃度をトナー定着画像のＩ．Ｄとして表している。
【０１７３】
各トナー帯電量と図４の直線（近似直線）の傾きとの関係が図５に示されている。図５に示される近似直線の式４（下記）は、予め記憶部９８３に記憶されている。この式４を用いて、トナー帯電量の予測を行うことができる。
トナー帯電量Ｑ／Ｍ（μｃ／ｇ）＝−４４２．３２×傾き＋２９．８７  ・・・（式４）
なお、式４の傾き＝Δ画像濃度／Δ周波数（図４のグラフの傾き参照）
【０１７４】
＜実験２＞
本実験では、印字率５％の画像を用いてシートＰに連続印字を行い、所定の耐久枚数が印字される度にトナーの帯電量を測定した。帯電量測定モードでは、前述の変形実施形態に準じて、印字率（画像密度）の異なる複数の測定用トナー像が形成され、測定用トナー像の画像濃度および現像電流が測定される。本実験では、図３Ｂの電位差Ｖｏ−Ｖｄｃが、それぞれ、５０Ｖ、１００Ｖおよび１５０Ｖとなる印字率が選択される。表１に、実施例１および実施例２において選択された画像パターンが示される。
【０１７５】
【表１】
2020052240.tif 000003
【０１７６】
実施例１では、初期の帯電量測定モードでは画像パターンＡが選択された後、耐久枚数１００枚以降、画像パターンＢが選択される。一方、実施例２では、初期の帯電量測定モード以降、継続的に画像パターンＡが選択される。いずれの実施例でも、各耐久枚数経過時に、トナーの帯電量が精度良く測定される結果となった。また、帯電量測定モードにおいて消費された総トナー量は、実施例１で２６２．８ｍｇであり、実施例２で５１４．８ｍｇであった。このように、モード制御部９８４が必要に応じて画像パターンＢなどを選択することで、トナーの消費量を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１７７】
１０  画像形成装置
１００  濃度センサー（濃度検出部）
１３  画像形成部
１４  中間転写ユニット
１４１  中間転写ベルト
１４５  二次転写ローラー（二次転写部）
２０  感光体ドラム（感光体ドラム）
２１  帯電装置
２２  露光ユニット（露光装置）
２３  現像装置
２３０  現像ハウジング（ハウジング）
２３０Ａ  第１搬送路
２３０Ｂ  第２搬送路
２３０Ｃ  仕切り部
２３１  現像ローラー
２３２  第１スクリューフィーダー（第１搬送部材）
２３３  第２スクリューフィーダー（第２搬送部材）
２５  クリーニング装置
２５１  クリーニングブレード
２５２  クリーニングスクリュー（クリーニング搬送部材）
９７１  現像バイアス印加部
９７２  駆動部
９８０  制御部
９８１  駆動制御部
９８２  バイアス制御部
９８３  記憶部
９８４  モード制御部（帯電量取得部、画像パターン選択部）
９８５  判定部
Ｓ１  第１濃度センサー（第１濃度検出部）
Ｓ２  第２濃度センサー（第２濃度検出部）
【図１】
2020052240.tif 000004
【図２Ａ】
2020052240.tif 000005
【図２Ｂ】
2020052240.tif 000006
【図３Ａ】
2020052240.tif 000007
【図３Ｂ】
2020052240.tif 000008
【図４】
2020052240.tif 000009
【図５】
2020052240.tif 000010
【図６】
2020052240.tif 000011
【図７Ａ】
2020052240.tif 000012
【図７Ｂ】
2020052240.tif 000013
【図７Ｃ】
2020052240.tif 000014
【図７Ｄ】
2020052240.tif 000015
【図７Ｅ】
2020052240.tif 000016
【図７Ｆ】
2020052240.tif 000017
【図７Ｇ】
2020052240.tif 000018
【図７Ｈ】
2020052240.tif 000019
【図７Ｉ】
2020052240.tif 000020
【図８】
2020052240.tif 000021
【図９】
2020052240.tif 000022
【図１０】
2020052240.tif 000023
【図１１】
2020052240.tif 000024
【図１２】
2020052240.tif 000025