(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、トナーの帯電量の変化量に基づいてキャリブレーション動作の実行の必要性を適切に判定する。【解決手段】判定部９８５は、キャリブレーションの実行が要求された場合に、モード制御部９８４に帯電量測定モードを実行させ、前回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量である前回帯電量と今回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量である今回帯電量とから、前記要求されたキャリブレーションの実行の要否を判定する判定モードを行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転され、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像担持体と、
前記像担持体を所定の帯電電位に帯電する帯電装置と、
前記帯電装置よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記帯電電位に帯電された前記像担持体の表面を所定の画像情報に応じて露光することで前記静電潜像を形成する露光装置と、
前記露光装置よりも前記回転方向下流側の所定の現像ニップ部において前記像担持体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及びキャリアからなる現像剤を担持するとともに前記像担持体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、
前記像担持体上に担持された前記トナー像をシートに転写する転写部と、
直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記現像ローラーに印加可能な現像バイアス印加部と、
前記トナー像の濃度を検出する濃度検出部と、
前記帯電装置及び前記露光装置を制御して前記像担持体上に複数のキャリブレーション用静電潜像を形成し且つ前記現像バイアス印加部を制御して各キャリブレーション用静電潜像に対する前記現像バイアスの少なくとも前記直流電圧を異ならせることで複数のキャリブレーション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キャリブレーション用トナー像の濃度と前記現像バイアスとの関係に基づいて、画像形成動作において前記現像ローラーに印加される前記現像バイアスを決定するキャリブレーション動作を実行するキャリブレーション動作実行部と、
前記帯電装置、前記露光装置及び前記現像バイアス印加部を制御して前記像担持体上に、互いにトナー現像量が異なる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、又は、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、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、
前記キャリブレーション動作の実行を要求する要求部と、
前記要求部によって前記キャリブレーション動作の実行が要求された場合に、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作を実行させ、前回の前記帯電量取得動作で取得された前記トナーの帯電量である前回帯電量と今回の前記帯電量取得動作で取得された前記トナーの帯電量である今回帯電量とから、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行の要否を判定する判定動作を行うキャリブレーション動作判定部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が予め設定された第一閾値よりも大きい場合は、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要と判定し、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下である場合は、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定する
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤に含まれるキャリア量に対するトナー量の比率を示すトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を更に備え、
前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下の場合、前回の前記帯電量取得動作に応じて前記トナー濃度検出部が検出した第一トナー濃度に対する、今回の前記帯電量取得動作に応じて前記トナー濃度センサーが検出した第二トナー濃度の差又は比が予め設定された第二閾値よりも小さいか否かを更に判定し、前記第一トナー濃度に対する前記第二トナー濃度の差又は比が前記第二閾値よりも小さいときは、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定する
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記キャリブレーション動作判定部は、前記要求部によって前記キャリブレーション動作の実行が要求された場合に、前記判定動作に先だって、前記判定動作の実行の要否を判定する補助判定動作を行い、前記補助判定動作において前記判定動作の実行が必要と判定した場合は、前記判定動作を行い、前記補助判定動作において前記判定動作の実行が必要でないと判定した場合は、前記前回帯電量及び前記今回帯電量に関わらず、強制的に、前記キャリブレーション動作実行部に前記要求された前記キャリブレーション動作を実行させる
請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
周囲の温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む特性値を検出する温湿度検出部を更に備え、
前記キャリブレーション動作判定部は、前記補助判定動作において、前回の前記キャリブレーション動作に応じて前記温湿度検出部が検出した第一特性値に対する、当該補助判定動作に応じて前記温湿度検出部が検出した第二特性値の変化量が、予め設定された第三閾値よりも小さいか否かを判定し、
前記第一特性値に対する前記第二特性値の変化量が前記第三閾値よりも小さい場合は、前記判定動作の実行が必要と判定し、前記第一特性値に対する前記第二特性値の変化量が前記第三閾値以上である場合は、前記判定動作の実行が必要でないと判定する
請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定した場合、前記前回帯電量と前記今回帯電量の差又は比に応じて、前記像担持体と前記現像ローラーとの間の直流電圧の差を変更するように、前記現像バイアスを補正する
請求項２から５の何れか一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、現像ローラーを含む現像装置と、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、トナー及びキャリアを含む現像剤が使用される２成分現像技術が知られている。
【０００３】
このような現像技術を用いた画像形成装置では、画像濃度の品質を向上するために、いわゆるキャリブレーション動作が実行される。当該キャリブレーション動作では、像担持体上に予め設定された複数の画像パターンの静電潜像が形成され、現像ローラーに印加される現像バイアスが各画像パターンに応じて変化される。そして、各画像パターンのトナー像の濃度が測定されることで、好適な画像濃度に対応する現像バイアスが選択される。
【０００４】
一方、従来からトナーの帯電量を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。
【０００５】
また、特許文献３、４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】
【０００６】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなキャリブレーション動作は、印字枚数等の画像形成装置の使用状況に応じて、所定の間隔で自動的に実行される。また、画像形成装置が未使用状態で一昼夜放置された場合や、画像形成装置の周辺の温湿度等、画像形成装置の周辺環境が急激に変化した場合等に、ユーザーによって手動でキャリブレーションの実行指示が入力されたときに実行される。
【０００８】
しかし、キャリブレーション動作では、複数の画像パターンの静電潜像を像担持体上に形成後、現像ローラーに印加する現像バイアスを各画像パターンに応じて変化させて、各画像パターンのトナー像を生成する。このため、画像濃度が安定している状態であるにも関わらず、無駄にキャリブレーション動作を行うと、画像形成装置の総使用時間において、キャリブレーション動作の実行に要した時間の占める割合が多くなり、画像形成装置の平均印字速度を落とすことになる。また、無駄にキャリブレーション動作を行うと、複数の画像パターンのトナー像を生成するためにトナーを無駄に消費することにもなる。したがって、キャリブレーションの実行頻度は、必要最小限に抑えることが望まれている。
【０００９】
また、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。
【００１０】
また、特許文献３、４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、従来の手法では、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。
【００１１】
このように、従来のトナーの帯電量を測定する技術では、トナーの帯電量を精度良く測定することは困難であった。このため、従来のキャリブレーション動作とトナーの帯電量を測定する技術とを組み合わせて、トナーの帯電量の変化量に基づいて無駄なキャリブレーション動作を行うことを回避することは困難であった。
【００１２】
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、トナーの帯電量の変化量に基づいてキャリブレーション動作の実行の必要性を適切に判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一局面に係る画像形成装置は、回転され、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像担持体と、前記像担持体を所定の帯電電位に帯電する帯電装置と、前記帯電装置よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記帯電電位に帯電された前記像担持体の表面を所定の画像情報に応じて露光することで前記静電潜像を形成する露光装置と、前記露光装置よりも前記回転方向下流側の所定の現像ニップ部において前記像担持体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及びキャリアからなる現像剤を担持するとともに前記像担持体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、前記像担持体上に担持された前記トナー像をシートに転写する転写部と、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記現像ローラーに印加可能な現像バイアス印加部と、前記トナー像の濃度を検出する濃度検出部と、前記帯電装置及び前記露光装置を制御して前記像担持体上に複数のキャリブレーション用静電潜像を形成し且つ前記現像バイアス印加部を制御して各キャリブレーション用静電潜像に対する前記現像バイアスの少なくとも前記直流電圧を異ならせることで複数のキャリブレーション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キャリブレーション用トナー像の濃度と前記現像バイアスとの関係に基づいて、画像形成動作において前記現像ローラーに印加される前記現像バイアスを決定するキャリブレーション動作を実行するキャリブレーション動作実行部と、前記帯電装置、前記露光装置及び前記現像バイアス印加部を制御して前記像担持体上に、互いにトナー現像量が異なる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、又は、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、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、前記キャリブレーション動作の実行を要求する要求部と、前記要求部によって前記キャリブレーション動作の実行が要求された場合に、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作を実行させ、前回の前記帯電量取得動作で取得された前記トナーの帯電量である前回帯電量と今回の前記帯電量取得動作で取得された前記トナーの帯電量である今回帯電量とから、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行の要否を判定する判定動作を行うキャリブレーション動作判定部と、を備える。
【００１４】
本構成によれば、前記帯電量取得部は、帯電量取得動作において、複数の測定用トナー像の濃度、又は、複数の測定用トナー像の濃度及び当該複数の測定用トナー像の形成に用いられた現像電流の直流成分に基づいて、複数の測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を適切に取得することができる。
【００１５】
このため、前記キャリブレーション動作判定部は、判定動作において、今回の帯電量取得動作及び前回の帯電量取得動作において適切に取得された二つのトナーの帯電量の変化量を把握することができる。そして、前回のキャリブレーション動作が実行されてからのトナーの帯電量の変化量に応じて、今回要求されたキャリブレーション動作の必要性を適切に判定することができる。
【００１６】
上記の構成において、前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が予め設定された第一閾値よりも大きい場合は、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要と判定し、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下である場合は、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定することが望ましい。
【００１７】
本構成によれば、前記キャリブレーション動作判定部は、判定動作において、今回の帯電量取得動作及び前回の帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量同士の差又は比によって、今回要求されたキャリブレーション動作の必要性を適切に判定することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記現像剤に含まれるキャリア量に対するトナー量の比率を示すトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を更に備え、前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下の場合、前回の前記帯電量取得動作に応じて前記トナー濃度検出部が検出した第一トナー濃度に対する、今回の前記帯電量取得動作に応じて前記トナー濃度センサーが検出した第二トナー濃度の差又は比が予め設定された第二閾値よりも小さいか否かを更に判定し、前記第一トナー濃度に対する前記第二トナー濃度の差又は比が前記第二閾値よりも小さいときは、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定することが望ましい。
【００１９】
本構成によれば、前記キャリブレーション動作判定部は、判定動作において、今回の帯電量取得動作及び前回の帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量同士の差又は比だけでなく、今回の帯電量取得動作及び前回の帯電量取得動作に応じて検出されたトナー濃度同士の差又は比によって、今回要求されたキャリブレーション動作の必要性をより適切に判定することができる。
【００２０】
上記の構成において、前記キャリブレーション動作判定部は、前記要求部によって前記キャリブレーション動作の実行が要求された場合に、前記判定動作に先だって、前記判定動作の実行の要否を判定する補助判定動作を行い、前記補助判定動作において前記判定動作の実行が必要と判定した場合は、前記判定動作を行い、前記補助判定動作において前記判定動作の実行が必要でないと判定した場合は、前記前回帯電量及び前記今回帯電量に関わらず、強制的に、前記キャリブレーション動作実行部に前記要求された前記キャリブレーション動作を実行させることが望ましい。
【００２１】
本構成によれば、前記キャリブレーション動作判定部は、判定動作に先だって補助判定動作を行うことで、判定動作において前回のキャリブレーション動作が実行されてからのトナーの帯電量の変化に応じて、今回要求されたキャリブレーション動作の必要性を判定するか、前回のキャリブレーション動作が実行されてからのトナーの帯電量の変化によらずに、強制的に今回要求されたキャリブレーション動作を実行させるかを判定することができる。
【００２２】
上記の構成において、周囲の温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む特性値を検出する温湿度検出部を更に備え、前記キャリブレーション動作判定部は、前記補助判定動作において、前回の前記キャリブレーション動作に応じて前記温湿度検出部が検出した第一特性値に対する、当該補助判定動作に応じて前記温湿度検出部が検出した第二特性値の変化量が、予め設定された第三閾値よりも小さいか否かを判定し、前記第一特性値に対する前記第二特性値の変化量が前記第三閾値よりも小さい場合は、前記判定動作の実行が必要と判定し、前記第一特性値に対する前記第二特性値の変化量が前記第三閾値以上である場合は、前記判定動作の実行が必要でないと判定することが望ましい。
【００２３】
本構成によれば、前記キャリブレーション動作判定部は、前回のキャリブレーション動作に応じて検出された前記特性値に対する、キャリブレーション動作の実行の要求に応じて検出された前記特性値の変化量が第三閾値よりも大きいときは、判定動作を行うことなく、強制的に今回要求されたキャリブレーション動作を実行させることができる。
【００２４】
上記の構成において、前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定した場合、前記前回帯電量と前記今回帯電量の差又は比に応じて、前記像担持体と前記現像ローラーとの間の直流電圧の差を変更するように、前記現像バイアスを補正することが望ましい。
【００２５】
本構成によれば、前回帯電量と今回帯電量との差又は比が、要求されたキャリブレーション動作の実行が必要にならない程度の値を示す場合、要求されたキャリブレーション動作は行われないが、当該差又は比に応じて、像担持体と現像ローラーとの間の直流電圧の差を変更するように、現像バイアスが補正される。このため、キャリブレーション動作の実行に要する時間及び複数のキャリブレーション用トナー像の形成に用いるトナーを無駄に消費することなく、トナーの帯電量の僅かな変化量を考慮して、現像バイアスを適切に補正することができる。
【発明の効果】
【００２６】
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、トナーの帯電量の変化量に基づいてキャリブレーション動作の実行の必要性を適切に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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２】本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図及び制御部の電気的構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る現像装置の平面図である。
【図４】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５】本発明の一実施形態に係る像担持体及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６】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７】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、図６のグラフの傾きとトナーの帯電量との関係を示したグラフである。
【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のフローチャートである。
【図９】帯電量測定モードの実行時に像担持体上に形成される測定用トナー像の模式図である。
【図１０】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判定モードのフローチャートである。
【図１１】本発明の第一変形実施形態に係る現像装置の断面図及び制御部の電気的構成を示したブロック図である。
【図１２】本発明の第一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１３】本発明の第二変形実施形態に係る画像形成装置において実行される判定モードのフローチャートである。
【図１４】本発明の第三変形実施形態に係る画像形成装置における補助判定モードのフローチャートである。
【図１５】本発明の第四変形実施形態に係る画像形成装置において実行される判定モードのフローチャートである。
【図１６】キャリブレーションの実験結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。また、画像形成装置は、単色（モノクロ）画像を形成するものでもよい。
【００２９】
＜画像形成装置について＞
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に転写するトナー像を形成する画像形成部１３、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット１４、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。
【００３０】
装置本体１１の上面の適所には、画像形成装置１０の操作をユーザーに行わせるための操作パネル１８が設けられている。この操作パネル１８には、画像形成装置１０の動作状態（例えば、印刷中）等、画像形成装置１０に関する情報を表示する液晶ディスプレイ、シートＰに対する画像の出力条件等、画像形成装置１０の動作に関する情報を入力させるためのタッチパネル、及び各種の操作キーが設けられている。
【００３１】
装置本体１１内には、さらに、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、画像形成部１３及び定着部１６を経由して搬送させる搬送路である。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
画像形成部１３は、シートＰに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。この画像形成ユニットとして、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（像担持体）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、一次転写ローラー２４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共通の露光装置２２が、画像形成ユニットの下方に配置されている。
【００３５】
感光体ドラム２０は、その軸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。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。露光装置２２は、帯電装置２１よりも感光体ドラム２０の回転方向下流側に配置され、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２２は、前記帯電電位に均一に帯電された感光体ドラム２０の表面に、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。
【００３６】
現像装置２３は、露光装置２２よりも感光体ドラム２０の回転方向下流側の所定の現像ニップ部ＮＰ（図４）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及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。
【００３７】
一次転写ローラー２４は、中間転写ユニット１４に備えられている中間転写ベルト１４１を挟んで感光体ドラム２０と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。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。
【００３８】
中間転写ユニット１４は、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、複数の濃度センサー１００と、を備える。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。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。
【００３９】
複数の濃度センサー１００（濃度検出部）は、ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋよりも下流側における中間転写ベルト１４１に対向する位置において、主走査方向（感光体ドラム２０の軸方向）に所定間隔を空けて並べて配置されている。各濃度センサー１００は、中間転写ベルト１４１上における自身に対向する位置に形成されたトナー像の濃度を検出する。後記の制御部９８０では、複数の濃度センサー１００によって検出されたトナー像の濃度の平均値が、トナー像の濃度として使用される。
【００４０】
尚、他の実施形態において、複数の濃度センサー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。以降、説明の便宜上、複数の濃度センサー１００によって検出されたトナー像の濃度の平均値を、濃度センサー１００によって検出されたトナー像の濃度と記載する。
【００４１】
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、中間転写ユニット１４及び二次転写ローラー１４５は、感光体ドラム２０上に担持されたトナー像をシートＰに転写する転写部として機能する。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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
＜現像装置について＞
図２は、本実施形態に係る現像装置２３の断面図及び制御部９８０の電気的構成を示したブロック図である。図３は、現像装置２３の平面図である。現像装置２３は、現像ハウジング２３０と、第１スクリューフィーダー２３３と、第２スクリューフィーダー２３２と、現像ローラー２３１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。
【００４６】
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は、天板２３５（図２）によって覆われるとともに、前後方向に延びる仕切り板２３０Ｅによって、第１搬送部２３０Ａと第２搬送部２３０Ｂとに区画されている。仕切り板２３０Ｅは、現像ハウジング２３０の前後方向の幅よりも短くなっている。仕切り板２３０Ｅの前方の一端（以降、先端）よりも前方、及び、仕切り板２３０Ｅの後方の一端（以降、後端）よりも後方には、第１搬送部２３０Ａと第２搬送部２３０Ｂとをそれぞれ連通させる第１連通部２３０Ｃ及び第２連通部２３０Ｄが備えられている。これにより、現像剤収容部２３０Ｈには、現像剤を第１搬送部２３０Ａ、第１連通部２３０Ｃ、第２搬送部２３０Ｂ及び第２連通部２３０Ｄの順に繰り返し移動させる循環経路が形成される。つまり、トナーは、該循環経路内を図３において時計回りに搬送される。また、現像剤収容部２３０Ｈには、トナー補給口２３６が配設されている。
【００４７】
トナー補給口２３６は、前記天板２３５（図２）に穿孔された開口部であり、第１搬送部２３０Ａにおける現像剤搬送方向（Ｄ１方向）上流端（前端）付近の上方に配置されている（図３）。トナー補給口２３６は、上記の循環経路に対向して配置され、トナー補給部１５（図１）から補給される補給トナーを現像剤収容部２３０Ｈに受け入れる。例えば、トナー補給口２３６は、平面視で１４ｍｍ×８ｍｍの開口からなる。
【００４８】
第１スクリューフィーダー２３３は、第１搬送部２３０Ａに配設されている。第１スクリューフィーダー２３３は、第１回転軸２３３Ａと、この第１回転軸２３３Ａの周上にスパイラル状に突設された第１螺旋羽根２３３Ｂ（スクリュー羽根）とを含む。第１スクリューフィーダー２３３は、矢印Ｄ２３方向に回転されることで、トナー補給口２３６から流入した新しいトナーと現像剤収容部２３０Ｈ内の現像剤とを撹拌混合しながら、第１搬送方向Ｄ１に搬送する。
【００４９】
第１スクリューフィーダー２３３のトナー搬送方向（Ｄ１方向）下流側には、第１パドル２３３ｃが配設されている。第１パドル２３３ｃは、第１螺旋羽根２３３Ｂの１ピッチ間において、軸方向に延設されたリブ部材である。第１パドル２３３ｃは、第１回転軸２３３Ａと共に回転され、図３の矢印Ｄ３方向に向かって、第１搬送部２３０Ａから第２搬送部２３０Ｂに、トナーを受け渡す。
【００５０】
第２スクリューフィーダー２３２は、現像ローラー２３１よりも、左方かつ下方の位置で、現像ローラー２３１に対向して配置される。第２スクリューフィーダー２３２の矢印Ｄ２２方向の回転に伴って、第２スクリューフィーダー２３２から現像ローラー２３１にトナーが供給される。本実施形態では、現像ローラー２３１へのトナーの供給経路は、第２スクリューフィーダー２３２から供給される経路のみによって形成される。したがって、第２スクリューフィーダー２３２は、現像ローラー２３１に対して、下方から上方にトナーを汲み上げることによって、現像ローラー２３１にトナーを供給する。
【００５１】
第２スクリューフィーダー２３２のトナー搬送方向（Ｄ２方向）下流側には、第２パドル２３２Ｃが配設されている。第２パドル２３２Ｃは、第２スクリューフィーダー２３２の回転軸上に配設された板状部材である。第２パドル２３２Ｃは、回転軸と共に回転され、矢印Ｄ４方向に向かって、第２搬送部２３０Ｂから第１搬送部２３０Ａにトナーを受け渡す。
【００５２】
また、現像ハウジング２３０の外面の現像剤搬送方向（Ｄ１方向）下流端（後端）付近には、トナー濃度センサー１０１（トナー濃度検出部）が配置されている。トナー濃度センサー１０１は、第１パドル２３３ｃによって、第１搬送部２３０Ａから第２搬送部２３０Ｂに受け渡される現像剤のトナー濃度を検出する。トナー濃度とは、現像剤に含まれるキャリア量に対するトナー量の比率（＝トナー量／キャリア量）である。
【００５３】
現像ローラー２３１は、現像ニップ部ＮＰ（図４）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、汲み上げ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に設定される。現像ローラー２３１のスリーブ２３１Ｓは、図２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。尚、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。
【００５４】
規制ブレード２３４は、現像ローラー２３１に所定の間隔をおいて配置され、第２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。
【００５５】
現像装置２３を備える画像形成装置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。
【００５６】
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、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。
【００５７】
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、現像動作（画像形成動作）、帯電量測定モード及びキャリブレーション実行時に、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及び第１スクリューフィーダー２３３、第２スクリューフィーダー２３２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。
【００５８】
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、キャリブレーション動作実行部）、要求部９８６、及び判定部９８５（キャリブレーション動作判定部）を備えるように機能する。
【００５９】
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２３３及び第２スクリューフィーダー２３２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。
【００６０】
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との間に直流電圧及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。
【００６１】
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及び判定部９８５によって参照される各種の情報を記憶している。例えば、記憶部９８３には、現像ローラー２３１の回転数や環境に応じて調整される現像バイアスの値等が記憶されている。
【００６２】
また、記憶部９８３には、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が、トナーの帯電量毎に予め格納されている。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。尚、記憶部９８３に格納されるデータは、グラフやテーブルなどの形式でもよい。
【００６３】
モード制御部９８４は、帯電量測定モード（帯電量取得動作）及びキャリブレーション（キャリブレーション動作）を実行する。
【００６４】
モード制御部９８４は、帯電量測定モードにおいて、帯電装置２１、露光装置２２、現像バイアス印加部９７１等を制御して、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する。モード制御部９８４は、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、又は、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、トナーの帯電量を取得する。
【００６５】
詳しくは、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。その後、モード制御部９８４は、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。
【００６６】
また、モード制御部９８４は、キャリブレーションにおいて、帯電装置２１及び露光装置２２を制御して感光体ドラム２０上に複数のキャリブレーション用静電潜像を形成し且つ現像バイアス印加部９７１を制御して各キャリブレーション用静電潜像に対する前記現像バイアスの少なくとも前記直流電圧を異ならせることで複数のキャリブレーション用トナー像を形成する。その後、モード制御部９８４は、濃度センサー１００によって検出される前記複数のキャリブレーション用トナー像の濃度と前記現像バイアスとの関係に基づいて、画像形成動作において現像ローラー２３１に印加される前記現像バイアスを決定する。
【００６７】
要求部９８６は、所定のタイミングでキャリブレーションの実行を要求する。要求部９８６がキャリブレーションの実行を要求するタイミングについては後述する。
【００６８】
判定部９８５は、要求部９８６によってキャリブレーションの実行が要求された場合に、判定モード（判定動作）を実行する。判定部９８５は、判定モードにおいて、モード制御部９８４に帯電量測定モードを実行させ、前回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量（以降、前回帯電量）と、今回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量（以降、今回帯電量）とから、当該要求されたキャリブレーションの実行の要否を判定する。特に、本実施形態では、判定部９８５は、判定モードにおいて、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比が予め設定された第一閾値よりも大きい場合は、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要と判定し、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下である場合は、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定する。
【００６９】
＜現像動作について＞
図４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である。図５は、感光体ドラム２０及び現像ローラー２３１の電位の大小関係を示す模式図である。図４に示すように、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間には、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及びキャリア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５に示すように、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。
【００７０】
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。感光体ドラム２０の背景部とは、感光体ドラム２０の表面において静電潜像が形成されていない領域である。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。感光体ドラム２０の画像部とは、感光体ドラム２０の表面において静電潜像が形成されている領域である。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。
【００７１】
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が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、印字モード及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。
【００７２】
＜トナーの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。
【００７３】
図６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７は、本実施形態に係る画像形成装置１０において、図６のグラフの傾きとトナーの帯電量との関係を示したグラフである。
【００７４】
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。その結果、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６）。すなわち、図６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６に示されるグラフの傾きが大きくなる。
【００７５】
図７に示すように、図６の３つのグラフの傾きと各トナーの帯電量との関係は、直線（近似直線）上に分布する。したがって、図７に示される情報が予め記憶部９８３に格納され、図６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。
【００７６】
＜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によって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。
【００７７】
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」、「トナーの帯電量の上昇」などが考えられる。この中で、トナーの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。トナーの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の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、トナーの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。
【００７８】
＜周波数とトナーの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、トナーの帯電量が下記のように寄与するものと推定する。
【００７９】
（１）トナーの帯電量が低い場合
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。尚、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。
【００８０】
（２）トナーの帯電量が高い場合
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。
【００８１】
＜トナーの帯電量測定モードについて＞
図８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９は、帯電量測定モードの実行時に感光体ドラム２０上に形成される測定用トナー像の模式図である。
【００８２】
図８に示すように、帯電量測定モードが開始されると（ステップＳ０１）、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及びバイアス制御部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、現像ローラー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）。
【００８３】
尚、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。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、直流電圧及び交流電圧が重畳的に適用されることが望ましい。
【００８４】
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）。
【００８５】
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からステップＳ０７までが繰り返される。尚、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。
【００８６】
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６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７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（ステップＳ１２）。
【００８７】
図９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。
【００８８】
尚、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６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）
【００８９】
傾きａは、トナーの帯電量によって異なり、トナーの帯電量が低いと「正（＋）」となり、トナーの帯電量が低いと「負（−）」となる。尚、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７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）
【００９０】
ここで、Ａ及び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の帯電量を意味する。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、トナーの帯電量Ｑ／Ｍが算出される。
【００９１】
尚、図８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、前回のトナーの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、測定されるトナーの帯電量の精度を高めることができる。
【００９２】
＜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。自動によって開始される帯電量測定モードは、後記の判定モードにおいて、後記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）の実行前に行われる。
【００９３】
また、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、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、休止期間が長いとトナーの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、工場出荷時及び本体セットアップ時のトナーの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つのトナーの帯電量（工場出荷時と本体セットアップ時のトナーの帯電量）の差が大きく検出される。この様な場合には、上記と同様に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。
【００９４】
一方、工場出荷時及び本体セットアップ時のトナーの帯電量が低くても、両者のトナーの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（現像バイアス等）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。
【００９５】
以上のように、本実施形態に係る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。
【００９６】
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。
【００９７】
＜帯電量測定モードの効率向上について＞
図３を用いて上述したように、第２スクリューフィーダー２３２は、第２搬送部２３０Ｂにおいて、矢印Ｄ２方向にトナーを搬送しながら、現像ローラー２３１にトナーを供給する。このため、現像ローラー２３１における現像剤搬送方向上流側（後端側）でのトナーの消費量に応じて、第２搬送部２３０Ｂにおける現像剤搬送方向下流側でのトナー濃度は低下する。したがって、第２搬送部２３０Ｂにおける現像剤搬送方向下流側でのトナー濃度は、ばらつきが大きくなる。また、トナー濃度が低下するとトナーの帯電量は高くなるため、第２搬送部２３０Ｂにおける現像剤搬送方向下流側でのトナーの帯電量の測定結果も、ばらつきが大きくなる。
【００９８】
よって、帯電量測定モードでは、複数の濃度センサー１００のうち、最も現像剤搬送方向上流側に配置された濃度センサー１００のみによって、測定用トナー像の濃度を検出させて、トナーの帯電量を測定することが望ましい。この場合、帯電量測定モードの実行によって消費されるトナー及び帯電量測定モードの実行に要する時間を軽減でき、効率良く帯電量測定モードを実行することができる。
【００９９】
＜帯電量測定モードの実施例＞
以下、帯電量測定モードの実施例について説明する。実施した実験の条件は以下のとおりである。
【０１００】
＜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
・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
・現像ローラー２３１の現像バイアス：周波数＝４．２ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝５０％、Ｖｐｐ＝１０００Ｖの交流電圧矩形波、Ｖｄｃ（直流電圧）＝２００Ｖ
【０１０１】
＜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。尚、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。
【０１０２】
＜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。
【０１０３】
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、印字動作を行う実験を行った。前述の図６及び図７に当該実験の結果が示されている。尚、図６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、トナー像の画像濃度をトナー定着画像の画像濃度Ｉ．Ｄとして表している。
【０１０４】
各トナーの帯電量と図６の直線（近似直線）の傾きとの関係が図７に示されている。図７に示される近似直線の式３（下記）は、予め記憶部９８３に記憶されている。この式３を用いて、トナーの帯電量の予測を行うことができる。
トナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μｃ／ｇ）＝−４４２．３２×傾き＋２９．８７  ・・・（式３）
尚、式３の傾き＝画像濃度の変化量／周波数の変化量（図６のグラフの傾き）
【０１０５】
＜キャリブレーションについて＞
一般的に、画像形成装置におけるキャリブレーションには、画像濃度を調整するための現像バイアスキャリブレーション、ドット再現性維持のためのレーザー光量キャリブレーション、階調性調整のためのデータ修正キャリブレーション及び複数色のトナー像の色重ね（レジストレーション）キャリブレーションが含まれる。本発明に係るキャリブレーションには、少なくとも画像濃度を調整するための現像バイアスキャリブレーションが含まれればよい。換言すれば、当該キャリブレーションは、シート上の画像濃度を現像バイアスによって適正化する画像濃度適正化処理を意味する。
【０１０６】
本実施形態では、モード制御部９８４は、キャリブレーションにおいて、前記現像バイアスキャリブレーションを行う。具体的には、モード制御部９８４は、図５の背景部電位Ｖ０及び現像バイアスの直流成分Ｖｄｃ以外の各パラメータ（電位、レーザー光量、回転数など）をそれまで使用していた値のまま固定し、帯電装置２１及び露光装置２２を制御して感光体ドラム２０上に複数のキャリブレーション用静電潜像を形成する。
【０１０７】
更に、モード制御部９８４は、図５のＶ０−Ｖｄｃ（背景部側電位差）を一定に維持しながら、現像バイアス印加部９７１を制御して各キャリブレーション用静電潜像に対する現像バイアスの少なくとも直流電圧Ｖｄｃを異ならせることで複数のキャリブレーション用トナー像を形成する。この際、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃが３点以上設定され、３つ以上のキャリブレーション用トナー像が形成されることが望ましい。
【０１０８】
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キャリブレーション用トナー像の濃度と現像バイアスの直流成分Ｖｄｃとの関係に基づいて、以後の画像形成動作において現像ローラー２３１に印加される現像バイアスを決定する。一例として、３つのＶｄｃ及び画像濃度のデータがグラフ上で直線回帰され、当該直線から予め設定された目標画像濃度に適した現像バイアスの直流成分Ｖｄｃが決定される。
【０１０９】
＜キャリブレーションの実行タイミングについて＞
以下、要求部９８６がキャリブレーションの実行を要求するタイミングについて説明する。要求部９８６は、画像形成装置１０に備えられた不図示のタイマーによってカウントされる時間や画像形成装置１０において印字される印字枚数に応じて、所定の間隔で自動的にキャリブレーションの実行を要求する。また、画像形成装置１０が未使用状態で一昼夜放置された場合や、画像形成装置１０の周辺の温湿度等、画像形成装置１０の周辺環境が急激に変化した場合等に、操作パネル１８を用いて手動でキャリブレーションの実行指示が入力されたときに、要求部９８６は、キャリブレーションの実行を要求する。
【０１１０】
＜キャリブレーションの実行要否の判定について＞
上述のように、キャリブレーションでは、複数のキャリブレーション用静電潜像を生成後、現像ローラー２３１に印加する現像バイアスを各キャリブレーション用静電潜像に応じて変化させて、複数のキャリブレーション用トナー像を生成する。このため、画像濃度が安定している状態であるにも関わらず、無駄にキャリブレーションを行うと、画像形成装置１０の総使用時間においてキャリブレーションの実行に要した時間の占める割合が多くなり、画像形成装置１０の平均印字速度を落とすことになる。また、無駄にキャリブレーションを行うと、複数のキャリブレーション用トナー像を生成するためにトナーを無駄に消費することにもなる。したがって、キャリブレーションの実行頻度は、必要最小限に抑えることが望まれている。そこで、本発明者は、キャリブレーションの実行の要否を適切に判定する方法について鋭意検討し続け、判定部９８５によって後記の判定モードを実行することを想起した。
【０１１１】
＜判定モードのフローについて＞
以下、判定部９８５が実行する判定モードのフローについて説明する。図１０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判定モードのフローチャートである。要求部９８６によってキャリブレーションの実行が要求された場合、判定部９８５は、判定モードを開始する。判定部９８５は、判定モードを開始すると、図１０に示すように、モード制御部９８４によって、帯電量測定モードを実行させる（ステップＳ２１）。
【０１１２】
次に、判定部９８５は、直前（今回）のステップＳ２１の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量である今回帯電量と、当該直前のステップＳ２１で実行された帯電量測定モードの前回に実行された帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量である前回帯電量と、から、前記要求されたキャリブレーションの実行の要否を判定する（ステップＳ２２）。
【０１１３】
尚、直前のステップＳ２１で実行された帯電量測定モードの前回に実行された帯電量測定モードは、直前のステップＳ２１で実行された帯電量測定モードの前回に手動で実行された帯電量測定モードであってもよいし、前回の判定モードの開始直後のステップＳ２１において自動的で実行された帯電量測定モードであってもよい。
【０１１４】
具体的には、ステップＳ２２において、判定部９８５は、前回帯電量に対する今回帯電量の差（＝今回帯電量−前回帯電量）又は比（＝今回帯電量／前回帯電量）を算出する。以降、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比を帯電量変化量ΔＱと記載することがある。そして、判定部９８５は、帯電量変化量ΔＱが所定の第一閾値ＴＨ１よりも大きいか否かを判定する。そして、判定部９８５は、帯電量変化量ΔＱが第一閾値ＴＨ１よりも大きい場合、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要と判定する（ステップＳ２２でＹＥＳ）。一方、判定部９８５は、帯電量変化量ΔＱが第一閾値ＴＨ１以下である場合、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定する（ステップＳ２２でＮＯ）。
【０１１５】
尚、第一閾値ＴＨ１は、操作パネル１８を用いて編集可能となっている。これにより、ユーザーは、例えば、画質の安定性の要求が低いモノクロ画像や文字原稿等の印字を優先する場合には、キャリブレーションの実行によって印字可能な時間が短縮されることを抑制するために、大きい値を設定することができる。また、ユーザーは、画質の安定性の要求が高い写真や高画質な画像等の印字を優先する場合には、キャリブレーションの実行頻度を高めて画像濃度の安定性を向上するために、小さい値を設定することができる。
【０１１６】
つまり、上述のように、現像装置２３では、露光後の表面電位ＶＬ（図５）と現像バイアスの直流成分Ｖｄｃ（図５）との現像電位差Ｖｄｃ−ＶＬを、トナーの電荷で満たすように現像動作が行われる。このため、トナーの帯電量が高い場合、現像電位差をトナーの電荷で満たすために必要なトナー量は少量となり、現像されたトナー像の画像濃度が低くなる。反対に、トナーの帯電量が低い場合、前記現像電位差をトナーの電荷で満たすために必要なトナーが多量となり、現像されたトナー像の画像濃度が高くなる。したがって、現像バイアス等の現像条件を一定にしているにも関わらず、トナーの帯電量が変化すると、現像されたトナー像の画像濃度が変化する。
【０１１７】
そこで、判定部９８５は、ステップＳ２２において、帯電量変化量ΔＱが第一閾値ＴＨ１よりも大きい場合（ΔＱ＞ＴＨ１）、トナー像の画像濃度が大きく変化すると考えられるので、トナー像の画像濃度を一定にさせるために前記要求されたキャリブレーションの実行が必要と判定する。一方、帯電量変化量ΔＱが第一閾値ＴＨ１以下である場合（ΔＱ≦ＴＨ１）、トナー像の画像濃度は略一定のまま変化していないと考えられるので、前記要求されたキャリブレーションの実行は必要ではないと判定する。
【０１１８】
ステップＳ２２において、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要と判定されると（ステップＳ２２でＹＥＳ）、モード制御部９８４は、上述したようにキャリブレーションを実行する（ステップＳ２３）。一方、ステップＳ２２において、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要ではないと判定されると（ステップＳ２２でＮＯ）、モード制御部９８４は、キャリブレーションを実行せず、前回のキャリブレーションの実行によって決定された現像バイアスをそのまま継続して利用する（ステップＳ２４）。
【０１１９】
尚、ステップＳ２２において、帯電量変化量ΔＱが第一閾値ＴＨ１と比較して非常に大きい場合には、現像剤の劣化が進んでいることが推定される。このため、判定モードのフローを中断し、操作パネル１８又はインターネット回線、電話回線を通じて、所定のサービスセンターに現像剤交換の必要性を報知するようにしてもよい。
【０１２０】
以上のように、本実施形態では、モード制御部９８４は、帯電量測定モードにおいて、複数の測定用トナー像の濃度、又は、複数の測定用トナー像の濃度及び当該複数の測定用トナー像の形成に用いられた現像電流の直流成分に基づいて、複数の測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を適切に取得することができる。
【０１２１】
このため、判定部９８５は、判定モードにおいて、今回の帯電量測定モード及び前回の帯電量測定モードにおいて適切に取得された二つのトナーの帯電量同士の差又は比によって、今回要求されたキャリブレーションの必要性を適切に判定することができる。
【０１２２】
以上、本発明の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。
【０１２３】
＜第一変形実施形態＞
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１１は、本発明の第一変形実施形態に係る現像装置２３の断面図及び制御部９８０の電気的構成を示したブロック図である。また、図１２は、本発明の第一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。
【０１２４】
図１１に示すように、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。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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
図１２に示すように、モード制御部９８４が帯電量測定モードを開始すると（ステップＳ３１）、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、露光装置２２（図１）、駆動制御部９８１及びバイアス制御部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像ローラー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）。
【０１２７】
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）。
【０１２８】
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）。
【０１２９】
尚、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４から得られる傾きａに相当する。
傾きａ＝（Ｉ１−Ｉ２）／（ＩＤ１−ＩＤ２）  ・・・（式４）
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。尚、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。
【０１３０】
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、露光装置２２によって形成される静電潜像の印字率であってもよい。
【０１３１】
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２２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。尚、この場合も、上記の変形実施形態と同様に、式４に基づいてトナーの帯電量が取得できる。
【０１３２】
＜第二変形実施形態＞
モード制御部９８４によるキャリブレーションの実行により、トナーの帯電量及びトナー濃度の変化量等の様々な要因を加味して、画像濃度が目標画像濃度に安定するように調整される。しかし、前回のキャリブレーションの実行時からのトナーの帯電量の変化量は小さいが、トナー濃度の変化量が大きい場合がある。この場合、上述の判定モードのステップＳ２２において、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔＱが第一閾値ＴＨ１以下であると判定され、要求部９８６によって要求されたキャリブレーションの実行が必要ではないと判定されたために、当該要求されたキャリブレーションが行われない虞がある。その結果、トナー濃度の変化量が大きいことが原因で画像濃度が大きく変化している虞がある。そこで、トナー濃度の変化量による画像濃度の変化の影響も考慮して、上記実施形態及び各変形実施形態の画像形成装置１０を、以下のように構成してもよい。図１３は、本発明の第二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判定モードのフローチャートである。
【０１３３】
本変形実施形態では、モード制御部９８４は、帯電量測定モードの実行に応じてトナー濃度センサー１０１が検出したトナー濃度を記憶部９８３に記憶する。具体的には、モード制御部９８４は、帯電量測定モードの実行中に、トナー濃度センサー１０１が検出したトナー濃度の代表値を記憶部９８３に記憶する。ここで、代表値とは、平均値、最大値、又は最小値等を示す。尚、これに限らず、モード制御部９８４は、帯電量測定モードの終了直後に、トナー濃度センサー１０１が検出したトナー濃度を記憶部９８３に記憶するようにしてもよい。
【０１３４】
そして、要求部９８６によってキャリブレーションの実行が要求された場合に、判定部９８５は、図１３に示すように、判定モードを開始すると、図１０に示すフローとは異なり、ステップＳ２２において前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔＱが第一閾値ＴＨ１以下であると判定した場合には（ステップＳ２２でＮＯ）、更に、ステップＳ５１を実行する。判定部９８５は、ステップＳ５１において、前回の帯電量測定モードの実行時にトナー濃度センサー１０１に検出させた第一トナー濃度に対する、今回の帯電量測定モードの実行時にトナー濃度センサー１０１に検出させた第二トナー濃度の差（＝第二トナー濃度−第一トナー濃度）又は比（＝第二トナー濃度／第一トナー濃度）ΔＴ／Ｃが、予め設定された第二閾値ＴＨ２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５１）。
【０１３５】
尚、今回の帯電量測定モードとは、直前のステップＳ２１の帯電量測定モードである。前回の帯電量測定モードとは、前回帯電量を取得した帯電量測定モードであり、直前のステップＳ２１で実行された帯電量測定モードの前回に手動又は自動で実行された帯電量測定モードである。また、第二閾値ＴＨ２は、第一閾値ＴＨ１と同様に、操作パネル１８を用いて編集可能となっている。
【０１３６】
そして、判定部９８５は、第一トナー濃度に対する第二トナー濃度の差又は比ΔＴ／Ｃが第二閾値ＴＨ２よりも小さい場合、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定する（ステップＳ５１でＹＥＳ）。このように、判定部９８５によって前記要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定された場合、図１０に示すフローと同様、ステップＳ２４が行われる。
【０１３７】
一方、判定部９８５は、第一トナー濃度に対する第二トナー濃度の差又は比ΔＴ／Ｃが第二閾値ＴＨ２以上である場合、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要であると判定する（ステップＳ５１でＮＯ）。このように、判定部９８５によって前記要求されたキャリブレーションの実行が必要であると判定された場合、図１０に示すフローと同様、ステップＳ２３が行われる。
【０１３８】
本実施形態の構成によれば、判定部９８５は、判定モードにおいて、今回の帯電量測定モード及び前回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量同士の差又は比だけでなく、今回の帯電量測定モード及び前回の帯電量測定モードに応じて検出されたトナー濃度同士の差又は比によって、今回要求されたキャリブレーションの必要性をより適切に判定することができる。
【０１３９】
＜第三変形実施形態＞
画像形成装置１０の周囲の温度又は湿度が大きく変化すると、現像剤の流動性が大きく変化し、トナーの帯電量及び搬送量やトナー濃度が大きく変化する虞がある。これにより、トナー像の画像濃度も大きく変化する虞がある。このような場合を考慮して、上記実施形態及び各変形実施形態の画像形成装置１０を以下のように構成してもよい。
【０１４０】
本変形実施形態では、画像形成装置１０は、装置本体１１（図１）内の任意のスペースに、周囲の温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む特性値を検出する環境センサー（温湿度検出部）を更に備える。
【０１４１】
モード制御部９８４は、キャリブレーションの実行に応じて前記環境センサーが検出した特性値を記憶部９８３に記憶する。具体的には、モード制御部９８４は、キャリブレーションの実行中に、前記環境センサーが検出した特性値の代表値を記憶部９８３に記憶する。ここで、代表値とは、平均値、最大値、又は最小値等を示す。尚、これに限らず、モード制御部９８４は、キャリブレーションの終了直後に、前記環境センサーが検出した特性値を記憶部９８３に記憶するようにしてもよい。
【０１４２】
そして、判定部９８５は、要求部９８６によってキャリブレーションの実行が要求された場合に、判定モードに先だって、判定モードの実行の要否を判定する補助判定モード（補助判定動作）を行う。判定部９８５は、補助判定モードにおいて判定モードの実行が必要と判定した場合は、判定モードを行い、補助判定モードにおいて判定モードの実行が必要でないと判定した場合は、前回帯電量及び今回帯電量に関わらず、強制的に、モード制御部９８４に前記要求されたキャリブレーションを実行させる。
【０１４３】
詳しくは、判定部９８５は、補助判定モードにおいて、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した第一特性値に対する、当該補助判定モードに応じて前記環境センサーが検出した第二特性値の変化量が、予め設定された第三閾値よりも小さいか否かを判定し、第一特性値に対する第二特性値の変化量が第三閾値よりも小さい場合は、判定モードの実行が必要と判定し、第一特性値に対する第二特性値の変化量が第三閾値以上である場合は、判定モードの実行が必要でないと判定する。
【０１４４】
尚、本変形実施形態では、補助判定モードに応じて前記環境センサーが検出した第二特性値は、補助判定モードの開始直後に前記環境センサーが検出した特性値であるものとする。ただし、補助判定モードに応じて前記環境センサーが検出した第二特性値は、これに限らず、補助判定モードの開始後、所定時間経過するまでに、前記環境センサーが検出した特性値の代表値であってもよい。ここで、代表値とは、平均値、最大値、又は最小値等を示す。
【０１４５】
図１４は、本発明の第三変形実施形態に係る画像形成装置１０における補助判定モードのフローチャートである。具体的には、図１４に示すように、要求部９８６によってキャリブレーションの実行が要求された場合に、判定部９８５は、ステップＳ２１以降の判定モードに先だって、ステップＳ６１及びステップＳ６２からなる補助判定モードを行う。
【０１４６】
判定部９８５は、補助判定モードを開始すると、前記環境センサーが検出した特性値を取得する（ステップＳ６１）。そして、判定部９８５は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した特性値である第一特性値に対する、ステップＳ６１で取得された特性値である第二測定値の変化量ΔＣＶが、予め設定された第三閾値ＴＨ３よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ６２）。尚、第一特性値に対する第二特性値の変化量ΔＣＶとは、第一特性値に対する第二特性値の差（＝第二特性値−第一温度）又は比（＝第二特性値／第一特性値）である。また、第三閾値ＴＨ３は、第一閾値ＴＨ１と同様に、操作パネル１８を用いて編集可能となっている。
【０１４７】
そして、判定部９８５は、ステップＳ６２において、第一特性値に対する第二特性値の変化量ΔＣＶが第三閾値ＴＨ３よりも小さい場合（ステップＳ６２でＹＥＳ）、判定モードの実行が必要と判定し、判定モード（ステップＳ２１以降の処理）を実行する。一方、判定部９８５は、ステップＳ６２において、第一特性値に対する第二特性値の変化量ΔＣＶが第三閾値ＴＨ３以上である場合（ステップＳ６２でＮＯ）、判定モードの実行が必要でないと判定し、前回帯電量及び今回帯電量に関わらず、強制的に、ステップＳ２３（キャリブレーション）を実行させる。
【０１４８】
例えば、前記環境センサーが検出する特性値が、周囲の温度であるとする。この場合、ステップＳ６２において、判定部９８５は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した温度に対する、ステップＳ６１で取得された温度の変化量ΔＣＶが第三閾値ＴＨ３よりも小さいか否かを判定する。同様に、前記環境センサーが検出する特性値が、周囲の湿度であるとする。この場合、ステップＳ６２において、判定部９８５は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した湿度に対する、ステップＳ６１で取得された湿度の変化量ΔＣＶが第三閾値ＴＨ３よりも小さいか否かを判定する。
【０１４９】
又は、前記環境センサーが検出する特性値が、周囲の温度及び湿度であるとする。この場合、ステップＳ６２において、判定部９８５は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した温度に対するステップＳ６１で取得された温度の変化量（以降、第一変化量）、又は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した湿度に対するステップＳ６１で取得された湿度の変化量（以降、第二変化量）が、第三閾値ＴＨ３よりも小さいか否かを判定する。この場合、判定部９８５は、第一変化量及び第二変化量のうちの少なくとも一方が第三閾値ＴＨ３よりも小さい場合、判定モードの実行が必要と判定する。一方、判定部９８５は、第一変化量及び第二変化量が共に第三閾値ＴＨ３以上である場合、判定モードの実行が必要ではないと判定する。
【０１５０】
本変形実施形態の構成によれば、判定部９８５は、判定モードに先だって補助判定モード（ステップＳ６１及びステップＳ６２）を行うことで、判定モードにおいて前回のキャリブレーションが実行されてからのトナーの帯電量の変化に応じて、今回要求されたキャリブレーションの必要性を判定するか、前回のキャリブレーションが実行されてからのトナーの帯電量の変化によらずに、強制的に今回要求されたキャリブレーションを実行させるかを判定することができる。
【０１５１】
具体的には、判定部９８５は、前回のキャリブレーションに応じて検出された特性値に対する、キャリブレーションの実行の要求に応じて検出された特性値の変化量が第三閾値よりも大きいときは、判定モードを行うことなく、強制的に今回要求されたキャリブレーション動作を実行させることができる。
【０１５２】
＜第四変形実施形態＞
判定モードのステップＳ２２において、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔＱが第一閾値ＴＨ１以下であると判定され、要求されたキャリブレーションの実行が必要ではないと判定されたために、要求されたキャリブレーションが行われなかったとする。しかし、この場合であっても、トナーの帯電量の僅かな変化が原因で画像濃度が変化している虞がある。したがって、トナーの帯電量の変化量が小さいためにキャリブレーションが実行されないような場合でも、当該トナーの帯電量の変化量に応じて、画像濃度をより安定させることができるように、上記実施形態及び各変形実施形態の画像形成装置１０を以下のように構成してもよい。図１５は、本発明の第四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判定モードのフローチャートである。
【０１５３】
具体的には、図１５に示すように、判定部９８５は、ステップＳ２２において前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔＱが第一閾値ＴＨ１以下ではないために、要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定した場合（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ２２で用いた前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔＱに応じて、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間の直流電圧の差を変更するように現像バイアスを補正する（ステップＳ７１）。
【０１５４】
例えば、前回の帯電量測定モードの実行時よりもトナーの帯電量が大きくなり、前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔＱ１（＝今回帯電量−前回帯電量）が正を示し、また、前回帯電量に対する今回帯電量の比ΔＱ２（＝今回帯電量／前回帯電量）が１以上の値であったとする。
【０１５５】
この場合、判定部９８５は、ステップＳ７１において、所定の正の第一係数ｃ１（＞０）と前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔＱ１（＞０）との積と、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃの値と、の和（ｃ１×ΔＱ１＋Ｖｄｃ）を、補正後の現像バイアスの直流成分Ｖｄｃｍとして決定する。または、判定部９８５は、ステップＳ７１において、所定の１より大きい第二係数ｃ２（＞１）と前回帯電量に対する今回帯電量の比ΔＱ２（≧１）と現像バイアスの直流成分Ｖｄｃとの積（ｃ２×ΔＱ２×Ｖｄｃ）を、補正後の現像バイアスの直流成分Ｖｄｃｍとして決定する。
【０１５６】
これにより、前回の帯電量測定モードの実行時よりもトナーの帯電量が大きくなり、画像濃度が低くなっていると考えられる場合に、画像当該トナーの帯電量の変化量に応じて現像バイアスを大きく補正することができる。その結果、当該補正後の現像バイアスを用いて形成されたトナー像の画像濃度を高くして、目標とする画像濃度に近づけることができる。
【０１５７】
これとは反対に、例えば、前回の帯電量測定モードの実行時よりもトナーの帯電量が小さくなり、前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔＱ１（＝今回帯電量−前回帯電量）が負を示し、また、前回帯電量に対する今回帯電量の比ΔＱ２（＝今回帯電量／前回帯電量）が１未満の値であったとする。
【０１５８】
この場合、判定部９８５は、ステップＳ７１において、所定の正の第三係数ｃ３（＞０）と前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔＱ１（＜０）との積と、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃの値と、の和（ｃ３×ΔＱ１＋Ｖｄｃ）を、補正後の現像バイアスの直流成分Ｖｄｃｍとして決定する。または、判定部９８５は、ステップＳ７１において、所定の１未満の第四係数ｃ４（＜１）と前回帯電量に対する今回帯電量の比ΔＱ２（＜１）と現像バイアスの直流成分Ｖｄｃとの積（ｃ４×ΔＱ２×Ｖｄｃ）を、補正後の現像バイアスの直流成分Ｖｄｃｍとして決定する。
【０１５９】
これにより、前回の帯電量測定モードの実行時よりもトナーの帯電量が小さくなり、画像濃度が高くなっていると考えられる場合に、画像当該トナーの帯電量の変化量に応じて現像バイアスを小さく補正することができる。その結果、当該補正後の現像バイアスを用いて形成されたトナー像の画像濃度を低くして、目標とする画像濃度に近づけることができる。
【０１６０】
このように、本実施形態の構成によれば、前回帯電量と今回帯電量との差又は比ΔＱが、要求されたキャリブレーションの実行が必要にならない程度の値を示す場合、要求されたキャリブレーションは行われないが、当該差又は比ΔＱに応じて、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間の直流電圧の差を変更するように、現像バイアスが補正される。このため、キャリブレーションの実行に要する時間及び複数のキャリブレーション用トナー像の形成に用いるトナーを無駄に消費することなく、トナーの帯電量の僅かな変化量を考慮して、現像バイアスを適切に補正することができる。
【０１６１】
＜その他の変形実施形態＞
（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。
【０１６２】
（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。
【０１６３】
＜実験結果＞
以下、本発明者が行ったキャリブレーションの実験結果について説明する。図１６は、キャリブレーションの実験結果の一例を示す図である。
【０１６４】
画像形成装置１０において、モード制御部９８４にキャリブレーションを実行させた結果、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ、現像バイアス電圧の直流成分（以降、現像ＤＣ電圧）Ｖｄｃ、トナー濃度Ｔ／Ｃ、画像部電位ＶＬ及び現像電位差Ｖｄｃ−ＶＬが、それぞれ、図１６に示す表の一行目のレコード「前回」に記載の「２３μＣ／ｇ」、「１８０Ｖ」、「８％」、「２０Ｖ」、「１６０Ｖ」となった。
【０１６５】
その後、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ及びトナー濃度Ｔ／Ｃが、二行目以降の各レコードのトナーの帯電量Ｑ／Ｍ及びトナー濃度Ｔ／Ｃになるように変化したときに画像部電位ＶＬを「２０Ｖ」に維持したまま、モード制御部９８４にキャリブレーションを実行させた。当該キャリブレーションの実行結果が、図１６の表の二行目以降の各レコードの帯電量変化量ΔＱ、現像ＤＣ電圧Ｖｄｃ、トナー濃度変化量ΔＴ／Ｃ、現像電位差Ｖｄｃ−ＶＬ、現像ＤＣ電圧変化量ΔＶｄｃ、評価ＥＶに示されている。
【０１６６】
各レコードの帯電量変化量ΔＱは、一行目のレコード「前回」のトナーの帯電量Ｑ／Ｍ「２３μＣ／ｇ」に対する、各レコード（例えば「実験１」）のトナーの帯電量Ｑ／Ｍ（例えば「２４μＣ／ｇ」）の差（例えば、「１μＣ／ｇ」）であり、ステップＳ２２で用いる、前回帯電量に対する今回帯電量の差（＝今回帯電量−前回帯電量）に相当する。
【０１６７】
トナー濃度変化量ΔＴ／Ｃは、一行目のレコード「前回」のトナー濃度Ｔ／Ｃ「８％」に対する、各レコード（例えば「実験１」）のトナー濃度Ｔ／Ｃ（例えば「７．９％」）の差（例えば、「０．１％」）であり、ステップＳ５１（図１３）で用いる、第一トナー濃度に対する第二トナー濃度の差（＝第二トナー濃度−第一トナー濃度）に相当する。
【０１６８】
現像ＤＣ電圧変化量ΔＶｄｃは、一行目のレコード「前回」の現像ＤＣ電圧Ｖｄｃ「１８０Ｖ」に対する、各レコード（例えば「実験１」）の現像ＤＣ電圧Ｖｄｃ（例えば「１８５Ｖ」）の差（例えば、「５Ｖ」）であり、キャリブレーションによる現像バイアスの直流成分の調整量（電圧差）を示す。
【０１６９】
評価ＥＶは、キャリブレーションを行わなくても、画像濃度が非常に安定していることを示す「◎」、画像濃度が安定していることを示す「○」、画像濃度が安定していないことを示す「△」、画像濃度が劣化していることを示す「×」に分類されている。換言すれば、評価ＥＶは、キャリブレーションによる現像バイアスの直流成分の調整量が少ない順に、「◎」、「○」、「△」、「×」に分類されている。
【０１７０】
図１６に示す例では、各レコードの評価ＥＶは、各レコードの現像ＤＣ電圧変化量ΔＶｄｃが示すキャリブレーションによる現像バイアスの直流成分の調整量が５Ｖ以下の場合、「◎」に分類されている。また、各レコードの評価ＥＶは、前記調整量が５Ｖよりも大きく１０Ｖ以下である場合は「○」に分類され、前記調整量が１０Ｖよりも大きく２０Ｖ以下である場合は「△」に分類され、前記調整量が２０Ｖ以上である場合は「×」に分類されている。
【０１７１】
このようなキャリブレーションの実行結果から、図１６に示すように、評価ＥＶが「◎」及び「○」の５個のレコード「実験１」、「実験２」、「実験９」、「実験１０」、「実験１１」の帯電量変化量ΔＱが、「１μＣ／ｇ」以下であることを本発明者は知見した。このことから、本発明者は、例えば第一閾値ＴＨ１を「１μＣ／ｇ」に定め、次のキャリブレーションが実行される直前に、図１０に示すフローで判定モードを実行するようにすれば、キャリブレーションを無駄に実行することを回避できることを知見した。
【０１７２】
つまり、前記５個のレコードに示すような、前回のキャリブレーションの実行後にトナーの帯電量Ｑ／Ｍが「１μＣ／ｇ」以下しか変化していない場合には、ステップＳ２２において、前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔＱが第一閾値ＴＨ１「１μＣ／ｇ」以下であるので、キャリブレーションの実行が必要でないと判定することができる。これにより、キャリブレーションを無駄に実行することを回避することができる。
【０１７３】
一方、前記５個のレコードとは異なるレコードに示すような、前回のキャリブレーションの実行後、トナーの帯電量Ｑ／Ｍが「１μＣ／ｇ」よりも大きく変化している場合には、ステップＳ２２において、前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔＱが第一閾値ＴＨ１「１μＣ／ｇ」よりも大きいので、キャリブレーションの実行が必要であると判定することができる。これにより、ステップＳ２３でキャリブレーションを実行させ、画像濃度が目標画像濃度となるように、現像バイアスを適切に調整することができる。
【０１７４】
また、上記キャリブレーションの実行結果から、図１６に示すように、評価ＥＶが「◎」の３個のレコード「実験１」、「実験９」、「実験１０」のトナー濃度変化量ΔＴ／Ｃが、「０．５％」未満であることを本発明者は知見した。一方、評価ＥＶが「○」の２個のレコード「実験２」、「実験１１」のトナー濃度変化量ΔＴ／Ｃは、「０．５％」以上であることを本発明者は知見した。このことから、本発明者は、例えば第二閾値ＴＨ２を「０．５％」に定め、次のキャリブレーションが実行される直前に、図１３に示すフローで判定モードを実行すれば、トナーの帯電量Ｑ／Ｍの変化が原因で画像濃度が変化していないが、トナー濃度Ｔ／Ｃの変化が原因で画像濃度が変化している場合にも、適切に画像濃度を調整することができることを知見した。
【０１７５】
つまり、前記２個のレコード「実験２」、「実験１１」に示すような、前回のキャリブレーションの実行後、トナーの帯電量Ｑ／Ｍが「１μＣ／ｇ」以下しか変化していないが、トナー濃度Ｔ／Ｃが「０．５％」以上変化している場合には、ステップＳ５１において、第一トナー濃度に対する第二トナー濃度の差ΔＴ／Ｃが第二閾値ＴＨ２「０．５％」以上であるので、キャリブレーションの実行が必要であると判定することができる。これにより、トナーの帯電量Ｑ／Ｍが「１μＣ／ｇ」以下しか変化していないが、トナー濃度Ｔ／Ｃが「０．５％」以上変化しており、画像濃度が非常に安定しているとはいえない場合にも、ステップＳ２３においてキャリブレーションを実行することができる。すなわち、トナーの帯電量Ｑ／Ｍの変化が要因で画像濃度が変化していないが、トナー濃度Ｔ／Ｃの変化が要因で画像濃度が変化している場合にも、適切に画像濃度を調整することができる。
【符号の説明】
【０１７６】
１０      画像形成装置
１４      中間転写ユニット（転写部）
２０      感光体ドラム（像担持体）
２２      露光装置
２３      現像装置
１００    濃度センサー（濃度検出部）
１０１    トナー濃度センサー（トナー濃度検出部）
１４５    二次転写ローラー（転写部）
２３１    現像ローラー
９７１    現像バイアス印加部
９７３    電流計
９８０    制御部
９８４    モード制御部（帯電量取得部、キャリブレーション動作実行部）
９８５    判定部（キャリブレーション動作判定部）
９８６    要求部
【図１】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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