(57)【要約】【課題】像担持体の表面のうち、トナー像の濃度を精度よく検出可能な領域を決定できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、像担持体と、転写部と、読取部９１と、第１算出部２０ａと、決定部２０ｂと、検出部１０４とを備える。像担持体には、トナーによって第１トナー像が形成される。転写部は、第１トナー像をシートに転写する。読取部９１は、シートから第１トナー像を読み取って、第１トナー像を示す画像データを生成する。第１算出部２０ａは、画像データに基づいて第１トナー像の濃度むらを算出する。決定部２０ｂは、第１トナー像の濃度むらに基づいて、像担持体の表面のうち、濃度むらの最も大きい領域と異なる検出対象領域を決定する。検出部１０４は、検出対象領域に形成される第２トナー像の濃度を検出する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーによって第１トナー像が形成される像担持体と、
前記第１トナー像をシートに転写する転写部と、
前記シートから前記第１トナー像を読み取って、前記第１トナー像を示す画像データを生成する読取部と、
前記画像データに基づいて前記第１トナー像の濃度むらを算出する第１算出部と、
前記第１トナー像の濃度むらに基づいて、前記像担持体の表面のうち、検出対象領域を決定する決定部と、
前記検出対象領域に形成される第２トナー像の濃度を検出する検出部と
を備え、
前記検出対象領域は、前記像担持体の表面のうち、前記濃度むらの最も大きい領域と異なる領域を示す、画像形成装置。
【請求項２】
前記第２トナー像の濃度に基づいて、前記トナーの帯電量を算出する第２算出部を更に備える、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体は、感光体ドラムであり、
前記第１算出部は、前記画像データに基づいて、前記感光体ドラムの軸方向に対応する第１方向に沿って、前記第１トナー像の濃度むらを算出する、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体は、感光体ドラムであり、
前記第１算出部は、前記画像データに基づいて、前記感光体ドラムの軸方向に対応する第１方向と、前記感光体ドラムの周方向に対応する第２方向とに沿って、前記第１トナー像の濃度むらを算出する、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体ドラムから前記第１トナー像が転写される転写ベルトを更に備え、
前記転写部は、前記転写ベルトに転写された前記第１トナー像を前記シートに転写し、
前記決定部は、前記第１トナー像の濃度むらに基づいて、前記検出対象領域を決定し、
前記検出対象領域には、前記第２トナー像が形成され、
前記転写ベルトには、前記感光体ドラムから前記第２トナー像が転写され、
前記検出部は、前記転写ベルトに転写された前記第２トナー像の濃度を検出する、請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像データは、複数の濃度値をそれぞれ示す複数の画素データを含み、
前記検出対象領域は、所定面積を有し、
前記決定部は、前記表面のうち、前記所定面積を有する領域であり、最も低い前記濃度値と最も高い前記濃度値との差が最も小さい領域を、前記検出対象領域に決定する、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。
【請求項７】
前記検出部は、互いに異なる位置に配置される複数の濃度センサーを含み、
前記決定部は、前記複数の濃度センサーのうち、１個の濃度センサーを選択し、
前記決定部によって選択された濃度センサーは、前記検出対象領域に形成される前記第２トナー像の濃度を検出する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
トナーによって第１トナー像を像担持体に形成するステップと、
前記第１トナー像をシートに転写するステップと、
前記シートから前記第１トナー像を読み取って、前記第１トナー像を示す画像データを生成するステップと、
前記画像データに基づいて前記第１トナー像の濃度むらを算出するステップと、
前記第１トナー像の濃度むらに基づいて、前記像担持体の表面のうち、検出対象領域を決定するステップと、
前記検出対象領域に形成される第２トナー像の濃度を検出するステップと
を含み、
前記検出対象領域は、前記像担持体の表面のうち、前記濃度むらの最も大きい領域と異なる領域を示す、画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の画像処理装置は、トナー像の出力画像濃度を検出する光学センサーを備える。光学センサーは、感光体ドラムの軸方向に複数個配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３１６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の画像処理装置では、複数個の光学センサーが、それぞれ、異なる領域のトナー像の出力画像濃度を検出して、感光体ドラムの軸方向におけるトナー像の濃度むらを検出する。
【０００５】
一方、トナー像のトナー量と、感光体ドラムと現像部との間に流れる現像電流とに基づいて、トナーの帯電量を算出することがある。この場合、感光体ドラムのような像担持体の表面のうち、濃度むらが少ない領域でトナー像の濃度を検出した方が、より精度よくトナー像のトナー量を算出できる。換言すれば、トナー像の濃度を精度よく検出可能であると、より精度よくトナー像のトナー量を算出できる。
【０００６】
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、像担持体の表面のうち、トナー像の濃度を精度よく検出可能な領域を決定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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、転写部と、読取部と、第１算出部と、決定部と、検出部とを備える。前記像担持体には、トナーによって第１トナー像が形成される。前記転写部は、前記第１トナー像をシートに転写する。前記読取部は、前記シートから前記第１トナー像を読み取って、前記第１トナー像を示す画像データを生成する。前記第１算出部は、前記画像データに基づいて前記第１トナー像の濃度むらを算出する。前記決定部は、前記第１トナー像の濃度むらに基づいて、前記像担持体の表面のうち、検出対象領域を決定する。前記検出部は、前記検出対象領域に形成される第２トナー像の濃度を検出する。前記検出対象領域は、前記像担持体の表面のうち、前記濃度むらの最も大きい領域と異なる領域を示す。
【０００８】
本発明に係る画像形成方法は、像担持体に形成するステップと、シートに転写するステップと、画像データを生成するステップと、第１トナー像の濃度むらを算出するステップと、検出対象領域を決定するステップと、第２トナー像の濃度を検出するステップとを含む。前記像担持体に形成するステップは、トナーによって第１トナー像を像担持体に形成する。前記シートに転写するステップは、前記第１トナー像をシートに転写する。前記画像データを生成するステップは、前記シートから前記第１トナー像を読み取って、前記第１トナー像を示す画像データを生成する。前記第１トナー像の濃度むらを算出するステップは、前記画像データに基づいて前記第１トナー像の濃度むらを算出する。前記検出対象領域を決定するステップは、前記第１トナー像の濃度むらに基づいて、前記像担持体の表面のうち、検出対象領域を決定する。前記第２トナー像の濃度を検出するステップは、前記検出対象領域に形成される第２トナー像の濃度を検出する。前記検出対象領域は、前記像担持体の表面のうち、前記濃度むらの最も大きい領域と異なる領域を示す。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、像担持体の表面のうち、トナー像の濃度を精度よく検出可能な領域を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】本実施形態に係る第１転写部及び検出部の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】本実施形態に係る感光体ドラムの構成の一例を示す平面図である。
【図６】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。
【図７】本実施形態に係る第１トナー像の厚みの一例を示す図である。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】本実施形態に係る第１トナー像の濃度むらを示す図である。
【図１１】本実施形態に係る第２トナー像が転写された中間転写ベルトの構成の一例を示す底面図である。
【図１２】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。
【図１３】本実施形態に係る制御部の処理の他の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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、第２転写部６１、制御部２０、記憶部８０、原稿給送部９０、スキャナー部９１及び検出部１０４を備える。スキャナー部９１は、「読取部」の一例に相当する。
【００１４】
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、第２転写部６１、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。
【００１５】
画像形成ユニット１０及び第２転写部６１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、及び加圧して、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、第２転写部６１、排出部６０、原稿給送部９０、スキャナー部９１及び検出部１０４を制御する。
【００１６】
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。
【００１７】
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、及び第１転写部１２を備える。
【００１８】
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。感光体ドラム１０１、「像担持体」の一例に相当する。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。
【００１９】
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。
【００２０】
原稿給送部９０は、原稿載置部９０ａを備える。原稿給送部９０は、原稿載置部９０ａにセットされたシートＰをスキャナー部９１の読み取り位置に搬送する。本実施形態では、感光体ドラム１０１に形成されるトナー像の濃度むらを確認するために、感光体ドラム１０１によって第１トナー像が形成されたシートＰが原稿載置部９０ａにセットされる。第１トナー像は、例えば、単色のソリッド画像である。第１トナー像は、感光体ドラム１０１に形成されるトナー像の濃度むらを確認する点で、感光体ドラム１０１の表面の全面に形成されていることが好ましい。
【００２１】
スキャナー部９１は、露光ランプによりシートＰを照射し、反射光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）で受光することにより、シートＰから第１トナー像を読み取って、第１トナー像を示す画像データを生成する。画像データは、例えば、複数の濃度値をそれぞれ示す複数の画素データを含む。画像データは、感光体ドラム１０１に形成されるトナー像の濃度むらを確認する点で、多数の画素データを含むことが好ましい。そして、スキャナー部９１は、画像データを制御部２０に出力する。
【００２２】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る第１転写部１２及び検出部１０４の構成について説明する。図２は、第１転写部１２及び検出部１０４の構成の一例を示す斜視図である。
【００２３】
第１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から、中間転写ベルト１２ａ上に、互いに異なる複数色のトナー像が転写される。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。
【００２４】
検出部１０４は、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃを含む。複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃは、複数の感光体ドラム１０１よりも下流側に配置される。
【００２５】
複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃは、互いに異なる位置に配置される。その結果、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃは、中間転写ベルト１２ａ上のうち、それぞれ、互いに異なる領域に形成された所定面積のトナー像の濃度を検出する。所定面積は、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃの各々の検出面積を示し、例えば５０ｍｍ×５０ｍｍである。例えば、濃度センサー１０４ａは、中間転写ベルト１２ａの幅方向の一端部の領域に形成された所定面積のトナー像の濃度を検出する。濃度センサー１０４ｂは、中間転写ベルト１２ａの幅方向の中央部の領域に形成された所定面積のトナー像の濃度を検出する。濃度センサー１０４ｃは、中間転写ベルト１２ａの幅方向の他端部の領域に形成された所定面積のトナー像の濃度を検出する。濃度センサー１０４ａ、濃度センサー１０４ｂ及び濃度センサー１０４ｃの構成は、互いに略同一であり、濃度センサー１０４ｂ及び濃度センサー１０４ｃの説明を省略する。
【００２６】
濃度センサー１０４ａは、トナー像の濃度を検出する。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、濃度センサー１０４ａは、所定面積のトナー像の厚みＨＴを検出する。詳細には、濃度センサー１０４ａ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を検出する。更に詳細には、濃度センサー１０４ａは、下記式（１）を用いてトナー像の厚みＨＴを検出する。
（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１０４ａと中間転写ベルト１２ａの表面との間の距離を示す。
【００２７】
濃度センサー１０４ａ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１０４ａは、トナー像の濃度を示す検出信号ＳＧ１を制御部２０に出力する。
【００２８】
次に、図３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３は、画像形成部１１の構成の一例を示す断面図である。
【００２９】
図３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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、図３及び図４を参照して、現像部１１０について説明する。図４は、画像形成部１１の現像動作を示す図である。なお、図４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。
【００３３】
図４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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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２に示す中間転写ベルト１２ａに転写される。
【００３８】
図３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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
従って、図４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。
【００４２】
図３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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
引き続き、図３を参照して、画像形成部１１の詳細を説明する。図３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。
【００４７】
図３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。
【００４８】
次に、図５を参照して、感光体ドラム１０１の構成について説明する。図５は、感光体ドラム１０１の構成の一例を示す平面図である。図５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。
【００４９】
図５に示すように、感光体ドラム１０１の表面は、転写領域ＥＡと複数の非転写領域ＥＢとを有する。複数の非転写領域ＥＢは、非転写領域ＥＢＡと、非転写領域ＥＢＢとを有する。転写領域ＥＡは、トナー像が最終的にシートＰに転写される領域を示す。転写領域ＥＡは、所定面積より大きい面積を有する。複数の非転写領域ＥＢの各々は、最終的にトナー像がシートＰに転写されない領域を示す。つまり、複数の非転写領域ＥＢの各々は白紙部を示す。
【００５０】
非転写領域ＥＢＡは、感光体ドラム１０１の周方向において転写領域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、非転写領域ＥＢＢは、感光体ドラム１０１の周方向において転写領域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。
【００５１】
図３に示す帯電部１０２は、感光体ドラム１０１の表面を所定電位に帯電させる。従って、感光体ドラム１０１の転写領域ＥＡと複数の非転写領域ＥＢとは所定電位に帯電する。
【００５２】
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、転写領域ＥＡにレーザー光を照射して、転写領域ＥＡを露光し、転写領域ＥＡに静電潜像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。
【００５３】
次に、図６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６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６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。
【００５４】
図６に示すように、感光体ドラム１０１の転写領域ＥＡ及び複数の非転写領域ＥＢ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転写領域ＥＡの所定領域に照射されると、感光体ドラム１０１の転写領域ＥＡ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。
【００５５】
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。
【００５６】
図７を参照して、本実施形態に係るトナー像ＴＩの一例について説明する。図７は、トナー像ＴＩの厚みの一例を示す図である。図７において、縦軸はトナー像ＴＩの厚みを示し、横軸は感光体ドラム１０１の表面の軸方向位置を示す。
【００５７】
図７に示すように、静電潜像ＧＡの端部であった領域では、トナー像ＴＩの厚みが厚くなっている。一方、静電潜像ＧＡの中央部であった領域では、トナー像ＴＩの厚みが薄くなっている。
【００５８】
引き続き、図３を参照して、画像形成部１１の詳細を説明する。図３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。
【００５９】
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。
【００６０】
図８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８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８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。
【００６１】
図８に示すように、電流検知部２２は、第１電流と第２電流とを検知する。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、転写領域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。例えば、正帯電したトナー粒子ＴＮが現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に飛翔した量に対応した電流値ＪＬの第１電流が流れる。
【００６２】
一方、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値を示す。詳細には、第２電流の電流値Ｊ０は、非転写領域ＥＢＡ又は非転写領域ＥＢＢ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。トナー粒子ＴＮが現像ローラー１１２から感光体ドラム１０１に飛翔しないので、第２電流の電流値Ｊ０は小さい。
【００６３】
図９を参照して、実施形態１に係る画像形成装置１００の構成について説明する。図９は、画像形成装置１００の構成を示すブロック図である。図９に示すように、制御部２０は、第１算出部２０ａ、決定部２０ｂ、及び第２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、第１算出部２０ａ、決定部２０ｂ、及び第２算出部２０ｃとして機能する。
【００６４】
第１算出部２０ａは、画像データに基づいて第１トナー像の濃度むらを算出する。具体的には、第１算出部２０ａは、第１トナー像を示す画像データを、スキャナー部９１から受信する。そして、第１算出部２０ａは、感光体ドラム１０１の軸方向に対応する第１方向に沿って、第１トナー像の濃度むらを算出する。詳細には、第１算出部２０ａは、第１方向に沿って、複数の画素データ毎に、濃度値を算出する。
【００６５】
図１０を参照して、本実施形態に係る画像データで示される第１トナー像の濃度むらについて説明する。図１０は、第１トナー像の濃度むらを示す図である。図１０において、縦軸は第１トナー像の濃度値を示し、横軸はシートＰの幅方向位置を示す。
【００６６】
図１０に示すシートＰの幅方向は、中間転写ベルト１２ａの幅方向に対応する。中間転写ベルト１２ａの幅方向は、第１方向に対応する。よって、図１０に示すシートＰの幅方向は、第１方向に対応する。その結果、図１０に示す濃度値は、図７に示すトナー像の厚みに対応する。シートＰの幅方向の一端部及び他端部では、濃度値が大きくなっている。一方、シートＰの幅方向の中央部では、濃度値が小さくなっている。
【００６７】
そして、画像データで示されるシートＰの幅方向において、領域ＳＡは、第１トナー像が形成された領域のうち、濃度センサー１０４ａで濃度が検出される所定面積のトナー像が形成された領域に対応する。また、領域ＳＢは、第１トナー像が形成された領域のうち、濃度センサー１０４ｂで濃度が検出される所定面積のトナー像が形成された領域に対応する。更に、領域ＳＣは、第１トナー像が形成された領域のうち、濃度センサー１０４ｃで濃度が検出される所定面積のトナー像が形成された領域に対応する。
【００６８】
決定部２０ｂは、第１算出部２０ａで算出された第１トナー像の濃度むらに基づいて、感光体ドラム１０１の表面のうち、濃度むらの最も大きい領域と異なる検出対象領域を決定する。第１トナー像の濃度むらとは、例えば、第１トナー像中の一の領域の濃度値と他の領域の濃度値との差をいう。検出対象領域は、例えば、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃの各々の検出面積を示す所定面積を有する。検出対象領域は、濃度むらの最も大きい領域を含まないので、検出対象領域に形成されるトナー像の濃度むらは比較的小さい。従って、本実施形態によれば、感光体ドラム１０１の表面に、濃度むらが比較的小さい所定面積のトナー像の形成可能な領域を決定できる。すなわち、検出部１０４で、感光体ドラム１０１の表面のうち、トナー像の濃度を精度よく検出可能な領域を決定できる。
【００６９】
詳細には、決定部２０ｂは、感光体ドラム１０１の表面のうち、所定面積を有する領域であり、最も低い濃度値と最も高い濃度値との差が最も小さい領域を、検出対象領域に決定する。具体的には、決定部２０ｂは、画像データで示される領域ＳＡにおいて、最も低い濃度値と最も高い濃度値との差を算出する。また、決定部２０ｂは、画像データで示される領域ＳＢにおいて、最も低い濃度値と最も高い濃度値との差を算出する。更に、決定部２０ｂは、画像データで示される領域ＳＣにおいて、最も低い濃度値と最も高い濃度値との差を算出する。そして、決定部２０ｂは、領域ＳＡと領域ＳＢと領域ＳＣとのうち、差が最も小さい領域を、検出対象領域に決定する。例えば、決定部２０ｂは、領域ＳＢを検出対象領域に決定する。従って、本実施形態の画像形成装置１００によれば、簡単な計算で、濃度むらの最も小さい領域を、検出対象領域に決定できる。その結果、本実施形態では、トナーの帯電量を算出するために、検出対象領域に第２トナー像が形成できる。第２トナー像は、例えば、所定面積を有する単色のソリッド画像である。
【００７０】
一般的に、感光体ドラム１０１の周方向に沿って、トナー像に濃度むらは発生する可能性は低い。よって、本実施形態の画像形成装置１００によれば、感光体ドラム１０１の軸方向に沿って、濃度むらの最も小さい領域を、検出対象領域に決定できる。
【００７１】
また、決定部２０ｂは、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃのうち、１個の濃度センサーを選択する。そして、トナーの帯電量を算出するために、検出対象領域に第２トナー像を形成した後には、決定部２０ｂによって選択された濃度センサーは、検出対象領域に形成される第２トナー像の濃度を検出する。
【００７２】
次に、図１１を参照して、第２トナー像ＴＩ２と検出部１０４とについて説明する。図１１は、第２トナー像ＴＩ２が転写された中間転写ベルト１２ａの構成の一例を示す底面図である。図１１に示すように、中間転写ベルト１２ａに、複数の第２トナー像ＴＩ２が転写されている。複数の第２トナー像ＴＩ２は、シアン色の第２トナー像ＴＩ２ｃと、マゼンタ色の第２トナー像ＴＩ２ｍと、イエロー色の第２トナー像ＴＩ２ｙと、ブラック色の第２トナー像ＴＩ２ｋとを含む。
【００７３】
第２トナー像ＴＩ２ｃの濃度を検出する際には、決定部２０ｂは濃度センサー１０４ｂを選択する。また、第２トナー像ＴＩ２ｍの濃度を検出するために、決定部２０ｂは濃度センサー１０４ｃを選択する。そして、第２トナー像ＴＩ２ｙの濃度を検出する際には、決定部２０ｂは濃度センサー１０４ｂを選択する。更に、第２トナー像ＴＩ２ｋの濃度を検出するために、決定部２０ｂは濃度センサー１０４ａを選択する。
【００７４】
従って、本実施形態の画像形成装置１００によれば、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃのうち、１個の濃度センサーを選択することで、検出対象領域に形成される第２トナー像ＴＩ２の濃度を検出できる。
【００７５】
第２算出部２０ｃは、第２トナー像ＴＩ２の濃度に基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出する。詳細には、第２算出部２０ｃは、第２トナー像ＴＩ２を形成しているトナーの量Ｍと、第１電流の電流値ＪＬとに基づいて、トナーの帯電量ＱＰＭを算出する。具体的には、第２算出部２０ｃは、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１２ａに転写された第２トナー像ＴＩ２の濃度を示す検出信号ＳＧ１を、決定部２０ｂで決定された濃度センサーから受信する。そして、第２算出部２０ｃは、検出信号ＳＧ１によって示される第２トナー像ＴＩ２の濃度に基づいて、第２トナー像ＴＩ２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、第２トナー像ＴＩ２を形成しているトナーの質量を示す。
【００７６】
更に、第２算出部２０ｃは、第１電流の電流値ＪＬを示す検知信号ＳＧ２を、第２トナー像ＴＩ２に対応する画像形成部１１の電流検知部２２から受信する。そして、第２算出部２０ｃは、検知信号ＳＧ２によって示される第１電流の電流値ＪＬに基づいて、第２トナー像ＴＩ２を形成しているトナーの電荷量Ｑを算出する。
【００７７】
更に、第２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。よって、トナーの帯電量ＱＰＭは、単位質量当たりのトナーの電荷量を示す。
【００７８】
従って、本実施形態の画像形成装置１００によれば、第２トナー像ＴＩ２の濃度を精度よく検出しているので、トナーの帯電量を精度よく算出できる。
【００７９】
次に、図１２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１２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Ｓ１０８を含む。図１２に示すフローチャートの処理は、決定部２０ｂが、感光体ドラム１０１の表面のうち検出対象領域を決定する際に実行される。
【００８０】
まず、ステップＳ１０１において、露光部１３は、転写領域ＥＡにレーザー光を照射して、転写領域ＥＡを露光し、転写領域ＥＡに静電潜像ＧＡを形成する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。
【００８１】
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に第１トナー像を形成する。そして、処理はステップＳ１０３に進む。
【００８２】
次に、ステップＳ１０３において、画像形成部１１は、中間転写ベルト１２ａ上に、第１トナー像を転写する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。
【００８３】
次に、ステップＳ１０４において、第１転写部１２は、中間転写ベルト１２ａ上に形成された第１トナー像をシートＰ上に転写する。そして、処理はステップＳ１０５に進む。
【００８４】
次に、ステップＳ１０５において、スキャナー部９１は、シートＰから第１トナー像を読み取って、第１トナー像を示す画像データを生成する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。
【００８５】
次に、ステップＳ１０６において、第１算出部２０ａは、画像データに基づいて第１トナー像の濃度むらを算出する。そして、処理はステップＳ１０７に進む。
【００８６】
次に、ステップＳ１０７において、決定部２０ｂは、第１トナー像の濃度むらに基づいて、感光体ドラム１０１の表面のうち、濃度むらの最も大きい領域と異なる検出対象領域を決定する。そして、処理はステップＳ１０８に進む。
【００８７】
次に、ステップＳ１０８において、決定部２０ｂは、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃのうち、１個の濃度センサーを選択して、処理が終了する。
【００８８】
続けて、図１３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１３は、制御部２０の処理の他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Ｓ２０１〜ステップＳ２０６を含む。図１３に示すフローチャートの処理は、第２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。
【００８９】
まず、ステップＳ２０１において、露光部１３は、転写領域ＥＡの検出対象領域にレーザー光を照射して、転写領域ＥＡの検出対象領域を露光し、転写領域ＥＡの検出対象領域に静電潜像ＧＡを形成する。そして、処理はステップＳ２０２に進む。
【００９０】
次に、ステップＳ２０２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に第２トナー像ＴＩ２を形成する。そして、処理はステップＳ２０３に進む。
【００９１】
次に、ステップＳ２０３において、電流検知部２２は、第１電流を検知する。そして、処理はステップＳ２０４に進む。
【００９２】
次に、ステップＳ２０４において、画像形成部１１は、中間転写ベルト１２ａ上に、第２トナー像ＴＩ２を転写する。そして、処理はステップＳ２０５に進む。
【００９３】
次に、ステップＳ２０５において、検出部１０４は、中間転写ベルト１２ａ上に形成された第２トナー像ＴＩ２の濃度を検出する。そして、処理はステップＳ２０６に進む。
【００９４】
次に、ステップＳ２０６において、第２算出部２０ｃは、第２トナー像ＴＩ２を形成しているトナーの量Ｍと、第１電流の電流値ＪＬ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。
【００９５】
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。
【００９６】
（１）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。モノクロ複写機である場合、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃは、感光体ドラム１０１の表面のうち、それぞれ、互いに異なる領域に形成された所定面積のトナー像の濃度を検出する。
【００９７】
（２）本実施形態では、第１算出部２０ａは、感光体ドラム１０１の軸方向に対応する第１方向に沿って、第１トナー像の濃度むらを算出したが、本発明はこれに限定されない。第１算出部２０ａは、感光体ドラム１０１の軸方向に対応する第１方向と、感光体ドラム１０１の周方向に対応する第２方向とに沿って、第１トナー像の濃度むらを算出してもよい。従って、本実施形態の画像形成装置１００によれば、感光体ドラム１０１の周方向に沿って、トナー像に濃度むらが発生した場合にも、感光体ドラム１０１の軸方向と周方向とに沿って、濃度むらの最も小さい領域を、検出対象領域に決定できる。
【００９８】
（３）本実施形態では、検出部１０４は、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃを含むが、本発明はこれに限定されない。検出部１０４は、１個の濃度センサーを含み、検出領域を変更するように濃度センサーが回転又は移動してもよい。
【００９９】
（４）本実施形態では、第１転写部１２は、中間転写ベルト１２ａ上に形成された第１トナー像をシートＰ上に転写する際に、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃの各々の検出範囲を示す情報を付与してもよい。また、感光体ドラム１０１の表面のうち検出対象領域を決定する際に、第１トナー像は、感光体ドラム１０１の表面の転写領域ＥＡ全面に形成されるソリッド画像であるトナー像だけでなく、複数の濃度センサー１０４ａ〜１０４ｃの検出領域のみに対応する領域に形成される３個のトナー像であってもよい。
【０１００】
（５）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。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
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。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  画像形成ユニット
１１  画像形成部
１３  露光部
２０  制御部
２０ａ  第１算出部
２０ｂ  決定部
２０ｃ  第２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  検出部
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
【図１】
2020134767.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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