(57)【要約】      （修正有）【課題】単位質量当たりのトナー帯電量を測定する。【解決手段】複数の作像部を持つ画像形成装置であって、トナーの単位質量当たりの帯電量を測定する測定部１５０を有し、前記測定部は、前記複数の作像部の１つであって、第１作像部と、第１転写バイアス電流を印加し、前記中間転写体に転写する第１転写部と、前記第１作像部の下流にある第２作像部と、第２転写バイアス電流を印加し、前記中間転写体に転写する第２転写部と、前記第１像担持体上に基準トナー像を形成する場合に、前記基準トナー像に含まれる前記トナーの総電荷量を検出する総電荷量検出部６０７と、前記基準トナー像に含まれるトナーの付着量を検出する付着量検出部６０８と、前記総電荷量と、帯電量出力部と、前記第２転写バイアス電流の電流値を、前記第１転写バイアス電流の電流値より小さくし、かつ前記第２転写バイアス電流の電流値と異ならせるように設定する電流制御部と、を有する。【選択図】図５
2020060740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写体の回転方向に配列された複数の作像部から前記中間転写体にトナーを転写して記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記トナーの単位質量当たりの帯電量を測定する測定部を有し、
前記測定部は、
前記複数の作像部のうちの１つであって、トナー担持体上の前記トナーを第１像担持体に移動させ、前記第１像担持体上にトナー像を形成する第１作像部と、
第１転写バイアス電流を印加し、前記第１像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１転写部と、
前記複数の作像部のうち、前記回転方向における前記第１作像部の下流にある前記作像部であって、前記第２像担持体上にトナー像を形成する第２作像部と、
第２転写バイアス電流を印加し、前記第２像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第２転写部と、
前記第１像担持体上に基準トナー像を形成する場合に、前記トナー担持体から前記第１像担持体に前記トナーが移動する時に生じる現像電流に基づき、前記基準トナー像に含まれる前記トナーの総電荷量を検出する総電荷量検出部と、
前記第１像担持体上の前記基準トナー像が前記中間転写体に転写された前記基準トナー像に含まれる前記トナーの付着量を検出する付着量検出部と、
前記総電荷量と、前記付着量とに基づいて取得される前記トナーの単位質量当たり帯電量を出力する帯電量出力部と、
前記トナーの単位質量当たりの帯電量を測定する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値を、前記第１転写バイアス電流の電流値より小さくし、かつ前記画像形成装置が前記記録媒体に画像形成する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値と異ならせるように設定する電流制御部と、を有する
画像形成装置。
【請求項２】
前記電流制御部は、前記単位質量当たりのトナー帯電量を取得する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値を、前記画像形成装置が前記記録媒体に画像形成する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値より小さくするように設定する
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置は、制御部を有し、
前記制御部は、
前記画像形成装置に入力される切替信号を受け付ける受付部と、
前記切替信号に応じて、前記画像形成装置が前記記録媒体に画像形成する第１の動作モード、又は前記第１動作モードとは異なり、前記画像形成装置が前記単位質量当たりのトナー帯電量を測定する第２動作モードの何れか一方に切り替える切替部と、を有する
請求項１、又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
中間転写体の回転方向に配列された複数の作像部から前記中間転写体にトナーを転写して記録媒体に画像を形成する画像形成装置による、前記トナーの単位質量当たりのトナー帯電量測定方法であって、
前記複数の作像部のうちの１つにより、トナー担持体上の前記トナーを第１像担持体に移動させ、前記第１像担持体上にトナー像を形成する第１作像工程と、
第１転写バイアス電流を印加し、前記第１像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１転写工程と、
前記複数の作像部のうち、前記回転方向における前記第１作像部の下流にある前記作像部により、前記第２像担持体上にトナー像を形成する第２作像工程と、
第２転写バイアス電流を印加し、前記第２像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第２転写工程と、
前記第１像担持体上に基準トナー像を形成する場合に、前記トナー担持体から前記第１像担持体に前記トナーが移動する時に生じる現像電流に基づき、前記基準トナー像に含まれる前記トナーの総電荷量を検出する総電荷量検出工程と、
前記第１像担持体上の前記基準トナー像が前記中間転写体に転写された前記基準トナー像に含まれる前記トナーの付着量を検出する付着量検出工程と、
前記総電荷量と、前記付着量とに基づいて取得される前記トナーの単位質量当たり帯電量を出力する帯電量出力工程と、
前記トナーの単位質量当たりの帯電量を測定する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値を、前記第１転写バイアス電流の電流値より小さくし、かつ前記画像形成装置が前記記録媒体に画像形成する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値と異ならせるように設定する電流制御工程と、を含む
トナー帯電量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、及びトナー帯電量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、形成される画像の品質の低下や、装置内部でのトナーの飛散を防ぐために、トナーの単位質量当たりの帯電量を測定する技術が知られている。
【０００３】
また、現像バイアス電圧を現像ローラ（トナー担持体）に印加して現像を行う際に、現像ローラから感光体ドラム（像担持体）にトナーが移動する時に生じる現像電流の電流値に基づき、トナーの総電荷量を検出し、また感光体ドラムから中間転写ベルト（中間転写体）にトナーを一次転写した時のトナー付着量を検出し、両者を用いてトナーの単位質量当たりの帯電量を測定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【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の技術では、トナーの単位質量当たりの帯電量測定時に、中間転写ベルトに一次転写されたトナーが感光体ドラムに逆転写されることで、トナー付着量を正確に検出することができず、トナーの単位質量当たりの帯電量を適切に測定することができない場合があった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、トナーの単位質量当たりの帯電量を適切に測定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の技術の一態様に係る画像形成装置は、中間転写体の回転方向に配列された複数の作像部から前記中間転写体にトナーを転写して記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記トナーの単位質量当たりの帯電量を測定する測定部を有し、前記測定部は、前記複数の作像部のうちの１つであって、トナー担持体上の前記トナーを第１像担持体に移動させ、前記第１像担持体上にトナー像を形成する第１作像部と、第１転写バイアス電流を印加し、前記第１像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１転写部と、前記複数の作像部のうち、前記回転方向における前記第１作像部の下流にある前記作像部であって、前記第２像担持体上にトナー像を形成する第２作像部と、第２転写バイアス電流を印加し、前記第２像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第２転写部と、前記第１像担持体上に基準トナー像を形成する場合に、前記トナー担持体から前記第１像担持体に前記トナーが移動する時に生じる現像電流に基づき、前記基準トナー像に含まれる前記トナーの総電荷量を検出する総電荷量検出部と、前記第１像担持体上の前記基準トナー像が前記中間転写体に転写された前記基準トナー像に含まれる前記トナーの付着量を検出する付着量検出部と、前記総電荷量と、前記付着量とに基づいて取得される前記トナーの単位質量当たり帯電量を出力する帯電量出力部と、前記トナーの単位質量当たりの帯電量を測定する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値を、前記第１転写バイアス電流の電流値より小さくし、かつ前記画像形成装置が前記記録媒体に画像形成する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値と異ならせるように設定する電流制御部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、トナーの単位質量当たりの帯電量を適切に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図２】実施形態に係る作像装置の構成の一例を示す図である。
【図３】各色のトナー帯電量測定について説明する図である。
【図４】実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【図６】転写バイアス電流の電流値と転写率及び逆転写率との関係の一例を説明する図である。
【図７】各色の基準トナー像の転写率を説明する図である。
【図８】一次転写ローラに印加する転写バイアス電流の電流値を下限値に設定した場合の各色の基準トナー像の転写率を説明する図である。
【図９】第１の実施形態に係る画像形成装置によるトナー帯電量測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係る画像形成装置の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る制御部による処理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】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
実施形態における記録媒体は、用紙、又はプラスチックシート等である。以下では、記録媒体が用紙である場合を一例として説明する。尚、実施形態の用語における画像形成、印刷等はいずれも同義語とする。
【００１１】
＜画像形成装置の構成＞
実施形態に係る画像形成装置を、図面を参照しながら説明する。以下、タンデム方式といわれる中間転写ベルトを用いる電子写真方式の画像形成装置を例に説明する。
【００１２】
図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。図１に示されているように、画像形成装置１００は、露光部２１と、各色の作像装置２０と、中間転写ユニットと、二次転写ユニット２２と、定着ユニット２５とを有する。
【００１３】
露光部２１は、作像装置２０による作像時に、作像装置２０の備える感光体ドラム４０にレーザ光を照射し、感光体ドラム４０上に静電潜像を形成する。
【００１４】
作像装置２０は露光部２１の下方において色毎に設けられ、中間転写ベルト１０の搬送方向に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の順に設けられている。各色の作像装置２０は、それぞれ感光体ドラム４０を備え、感光体ドラム４０上に形成された静電潜像を現像し、感光体ドラム４０上に各色のトナー像を形成する。尚、作像装置２０の構成の詳細は、図２でも説明する。また以下では、イエローを「Ｙ」、マゼンタを「Ｍ」、シアンを「Ｃ」、ブラックを「Ｋ」として示す場合がある。
【００１５】
中間転写ユニットは、作像装置２０の下方に設けられ、無端ベルトである中間転写ベルト１０と、一次転写ローラ６２と、３つの支持ローラ１４〜１６とを有する。中間転写ベルト１０は支持ローラ１４〜１６に掛け回され、時計回りに回転する。一次転写ローラ６２は各色の感光体ドラム４０上のトナー像を、中間転写ベルト１０上に一次転写させる。
【００１６】
二次転写ユニット２２は、中間転写ベルト１０の下方に設けられ、２つのローラ２３と、二次転写ベルト２４とを有する。二次転写ベルト２４は無端ベルトであり、２つのローラ２３に掛け回されて回転する。ローラ２３及び二次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を押し上げて、第３支持ローラ１６に押し当てるようにして設置される。二次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０上のトナー像を用紙Ｐに二次転写させる。
【００１７】
中間転写体クリーニングユニット１７は、第２の支持ローラ１５と第３の支持ローラ１６の間に設けられ、二次転写後に中間転写ベルト１０の表面に残留する残留トナーを除去する。
【００１８】
定着ユニット２５は、二次転写ユニット２２の側方に設けられ、定着ベルト２６と、加圧ローラ２７とを有し、トナー像が転写された用紙Ｐが定着ユニット２５に送られた場合にトナー像を用紙Ｐに定着させる。定着ベルト２６は無端ベルトであり、定着ベルト２６に押し当てるように加圧ローラ２７が設置されている。
【００１９】
シート反転ユニット２８は、二次転写ユニット２２及び定着ユニット２５の下方に設けられている。シート反転ユニット２８は、送られる用紙Ｐの表面と裏面を反転させる。尚、シート反転ユニット２８は、表面に画像形成した後、裏面に画像形成する場合に用いられる。
【００２０】
自動給紙装置（ＡＤＦ；Auto  Document  Feeder）４００は、操作部に備えられたスタートボタンが押され、かつ給紙台５０１の上に用紙Ｐがある場合に、用紙Ｐをコンタクトガラス５０２の上に搬送する。一方、給紙台５０１の上に用紙Ｐがない場合に、自動給紙装置４００は、ユーザによって置かれるコンタクトガラス５０２の上の用紙Ｐを読み取るために、画像読み取りユニット５００を起動させる。
【００２１】
画像読み取りユニット５００は、第１キャリッジ５０３と、第２キャリッジ５０４と、結像レンズ５０５と、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）５０６と、光源とを有する。画像読み取りユニット５００は、コンタクトガラス５０２の上の用紙Ｐを読み取るために、第１キャリッジ５０３及び第２キャリッジ５０４を駆動する。
【００２２】
第１キャリッジ５０３が有する光源は、コンタクトガラス５０２に向かって、光を照射する。光源からの光は、コンタクトガラス５０２の上の用紙Ｐで反射された後、第１キャリッジ５０３にある第１ミラーで第２キャリッジ５０４に向かって反射される。第２キャリッジ５０４での反射光は、結像レンズ５０５により、読み取りセンサであるＣＣＤ５０６で結像する。
【００２３】
画像形成装置１００は、ＣＣＤ５０６から取得されるデータに基づいて、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像データを生成する。
【００２４】
画像形成装置１００は、操作部に備えられたスタートボタンが押される場合、ＰＣ（Personal  Computer）等の外部装置から画像形成の指示がある場合、又はファクシミリの出力指示がある場合には、中間転写ベルト１０の回転を開始する。
【００２５】
中間転写ベルト１０の回転が開始されると、作像装置２０は、作像工程を開始する。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着ユニット２５に送られる。定着ユニット２５によりトナー像が用紙Ｐに定着され、用紙Ｐに画像が形成される。
【００２６】
給紙テーブル２００は、給紙ローラ４２と、給紙ユニット４３と、分離ローラ４５と、搬送コロユニット４８とを有する。また、給紙ユニット４３は複数の給紙トレイ４４を有し、搬送コロユニット４８は搬送ローラ４７を有する。
【００２７】
給紙テーブル２００は、給紙ローラ４２のうち、１つの給紙ローラを選択する。給紙テーブル２００は、選択される給紙ローラ４２を回転させる。
【００２８】
給紙ユニット４３は、複数の給紙トレイ４４のうちの１つの給紙トレイを選択し、給紙トレイ４４から用紙Ｐを拾い上げる。拾い上げられた用紙Ｐは、分離ローラ４５により１枚に分離され、搬送ローラ４７により搬送路４６に沿って搬送される。
【００２９】
画像形成装置１００に搬送された用紙Ｐは、給紙路５３を介してレジストローラ４９へ搬送され、レジストローラ４９に突き当たり停止する。そしてトナー像が二次転写ユニット２２に進入するタイミングで、二次転写ユニット２２に送られる。
【００３０】
尚、用紙Ｐは、手差しトレイ５１から送られてもよい。手差しトレイ５１から用紙Ｐが供給される場合、画像形成装置１００は、給紙ローラ５０を回転させる。給紙ローラ５０は、手差しトレイ５１上にある複数の用紙から１枚の用紙を分離させ、分離させた用紙Ｐを給紙路５３へ搬送する。給紙路５３に搬送された用紙Ｐは、さらにレジストローラ４９へ搬送される。用紙Ｐがレジストローラ４９に搬送された以降の処理は、給紙テーブル２００から用紙Ｐを搬送する場合と同様である。
【００３１】
用紙Ｐは、定着ユニット２５により定着工程が実行された後に、定着ユニット２５から排出される。排出された用紙Ｐは、切換爪５５によって、排出ローラ５６に送られる。排出ローラ５６は、用紙Ｐを排紙トレイ５７に送り、画像形成装置１００から排紙する。
【００３２】
切換爪５５は、定着ユニット２５から排出された用紙Ｐをシート反転ユニット２８に搬送してもよい。シート反転ユニット２８は、搬送されてきた用紙Ｐの表面と裏面を反転させる。反転させられた用紙Ｐは、表面と同様に裏面に画像形成が行われ、排紙トレイ５７に搬送される。以上のようにして画像形成装置１００は、用紙Ｐに画像形成を行う。
【００３３】
＜作像装置の構成＞
次に、実施形態に係る作像装置２０の構成の詳細について、図２を参照して説明する。図２は、作像装置２０の構成の一例を説明する図である。図２は、イエロー用の作像装置２０Ｙの構成の一例を示している。その他の３色の作像装置２０Ｍ、２０Ｃ、及び２０Ｋは、作像に用いるトナーの色が異なる点を除き、イエロー用の作像装置２０Ｙと同じ構成であるため、図示と説明を省略し、ここではイエロー用の作像装置２０Ｙのみを説明する。
【００３４】
作像装置２０Ｙは、現像装置２９Ｙと、帯電ローラ１８Ｙと、感光体ドラム４０Ｙと、クリーニングブレード１３Ｙと、除電器１９Ｙとを有する。また中間転写ベルト１０を挟んで作像装置２０Ｙと対向するように一次転写ローラ６２Ｙが配置されている。
【００３５】
現像装置２９Ｙは、感光体ドラム４０Ｙに対向するようにして、現像ローラ２９１Ｙを備えている。現像ローラ２９１Ｙは、内部に設けられてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブとを有する。現像ローラ２９１Ｙは、マグネットでローラ表面に形成した複数の磁極により、ローラ表面にトナーを担持することができる。
【００３６】
帯電ローラ１８Ｙは、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなるローラ部材である。帯電用高圧電源１８０で生成された帯電バイアス電圧が帯電ローラ１８Ｙに印加され、帯電ローラ１８Ｙに対向する感光体ドラム４０Ｙの表面が一様に帯電する。
【００３７】
感光体ドラム４０Ｙは、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けた負帯電性の有機感光体である。帯電ローラ１８Ｙにより帯電された後、露光部２１により画像信号に応じた露光がなされ、感光体ドラム４０Ｙの表面上に静電潜像が形成される。
【００３８】
現像用高圧電源２９０で生成された現像バイアス電圧が現像ローラ２９１Ｙに印加されると、現像ローラ２９１Ｙ上のトナーが感光体ドラム４０Ｙ上に移動する。これにより静電潜像が顕像化されて感光体ドラム４０Ｙ上にトナー像が形成される。
【００３９】
一方、転写用高圧電源６２０で生成された転写バイアス電流が一次転写ローラ６２Ｙに印加されることで、感光体ドラム４０Ｙ上のトナー像は、中間転写ベルト１０に一次転写される。
【００４０】
一次転写されずに感光体ドラム４０Ｙ上に残った残トナー等は、感光体ドラム４０Ｙに当接したクリーニングブレード１３Ｙで機械的に掻き取られて除去される。また感光体ドラム４０Ｙの表面に残った電荷は、除電器１９Ｙにより除去される。
【００４１】
作像装置２０Ｙと同様の構成の作像装置２０Ｍ、２０Ｃ及び２０Ｋは、図２に白抜き矢印で示す中間転写ベルト１０の回転方向に沿って順に配置される。作像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ及び２０Ｋによるトナー像は、中間転写ベルト１０上に重ね合うように一次転写され、中間転写ベルト１０上には多色のトナー像が形成される。中間転写ベルト１０上の多色のトナー像は、上述したように、二次転写ユニット２２により用紙Ｐに二次転写されて、定着ユニット２５により用紙Ｐに定着される。
【００４２】
＜単位質量当たりのトナー帯電量の測定＞
ここで、電子写真方式の画像形成装置では、トナーの単位質量当たりの帯電量が装置周辺の温湿度の変動や現像剤の劣化等により低下し、形成される画像の品質低下や、装置内部でのトナーの飛散の要因となる場合がある。そのため実施形態では、作像条件の調整や現像剤の交換等に利用するために、トナーの単位質量当たりの帯電量を測定している。
【００４３】
トナーの単位質量当たりの帯電量の測定では、基準トナー像に含まれるトナーの総電荷量Ｑと、中間転写ベルト１０に転写された基準トナー像に含まれるトナーの付着量Ｍが検出される。トナーの総電荷量Ｑをトナーの付着量Ｍで除算することで、トナーの単位質量当たりのトナー帯電量Ｑ／Ｍ（以下では単にトナー帯電量Ｑ／Ｍと示す）を取得することができる。
【００４４】
トナーの総電荷量Ｑは、感光体ドラム上に基準トナー像を形成する場合に、現像バイアス電圧に応じて、現像ローラから感光体ドラムにトナーが移動する時に生じる現像電流を時間積分することで取得することができる。
【００４５】
尚、基準トナー像は、所定のパターンを有するトナー像である。トナーの総電荷量Ｑやトナーの付着量Ｍは、トナー像のパターンによって変化するため、予め定められた所定のパターンを有する基準トナー像がトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定で用いられる。基準トナー像のパターンは矩形パターン等であり、トナー濃度は基準トナー像のパターン内で一定であることが好ましい。
【００４６】
トナーの付着量Ｍは、感光体ドラム上の基準トナー像が中間転写ベルトに一次転写された転写基準トナー像に含まれるトナーの量である。トナーの付着量Ｍは、後述するトナー濃度センサにより転写基準トナー像のトナーの濃度を検出することで取得することができる。
【００４７】
トナー帯電量Ｑ／Ｍは、トナーの色毎に測定することができる。図３は各色のトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定について説明する図である。図３では、中間転写ベルト１０を挟んで上方に感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ及び４０Ｋが設けられている。感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ及び４０Ｋは、中間転写ベルト１０の回転方向（白抜き矢印の方向）に配列されている。尚、作像装置における感光体ドラム以外の構成は、図３では図示が省略されている。
【００４８】
中間転写ベルト１０を挟んで下方には、感光体ドラム４０Ｙに対向するように一次転写ローラ６２Ｙが設けられている。同様に感光体ドラム４０Ｍに対向するように一次転写ローラ６２Ｍが、感光体ドラム４０Ｃに対向するように一次転写ローラ６２Ｃが、感光体ドラム４０Ｋに対向するように一次転写ローラ６２Ｋが、それぞれ設けられている。また中間転写ベルト１０の回転方向の最下流に配置された感光体ドラム４０Ｋのさらに下流には、トナー濃度センサ１１が設けられている。
【００４９】
例えばイエローのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合、感光体ドラム４０Ｙ上にイエローの基準トナー像を形成し、これを中間転写ベルト１０に一次転写してイエローの転写基準トナー像を形成する。この際、他の色のトナー像は形成されず、イエローの転写基準トナー像のみが中間転写ベルト１０上に形成される。トナー濃度センサ１１によりイエローの転写基準トナー像のトナーの濃度が検出され、トナーの濃度の検出値に基づき、トナーの付着量Ｍが取得される。イエローのトナーの総電荷量Ｑをトナーの付着量Ｍで除算することにより、イエローのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定することができる。
【００５０】
一方で、マゼンタのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合には、感光体ドラム４０Ｍ上にマゼンタの基準トナー像を形成し、これを中間転写ベルト１０に一次転写してマゼンタの転写基準トナー像のみを形成する。マゼンタのトナーの総電荷量Ｑを転写基準トナー像のトナーの付着量Ｍで除算することにより、マゼンタのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定することができる。他のシアン、ブラックのトナー帯電量Ｑ／Ｍについても同様である。
【００５１】
ここで、所定の色のトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する際に、中間転写ベルト上に形成された転写基準トナー像に含まれるトナーが、所定の色以外の感光体ドラムに付着する場合がある。このような付着は逆転写と称される。
【００５２】
測定時に、所定の色以外の感光体ドラムは画像形成を行わないが、中間転写ベルト１０には接触している。そのため、所定の色以外の感光体ドラムの位置を通過する際に、中間転写ベルト１０上の転写基準トナー像に含まれるトナーの一部が、感光体ドラムとの接触により剥がれ、感光体ドラム側に逆転写される。
【００５３】
図３では、イエローのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合に、イエローの転写基準トナー像３１Ｙの一部のトナーが剥がれ、マゼンタの感光体ドラム４０Ｍに逆転写された様子が示されている。３３Ｙは逆転写されたトナーを示している。
【００５４】
図３の転写基準トナー像３２Ｙに含まれるトナーの付着量Ｍは、逆転写トナー３３Ｙの分だけ転写基準トナー像３１Ｙに対して減少する。この減少により、トナー帯電量Ｑ／Ｍの測定値に誤差が生じる。
【００５５】
イエローのトナーの場合には、中間転写ベルト１０の回転方向の下流にある３つの感光体ドラムのそれぞれに、転写基準トナー像に含まれるトナーが逆転写される。またマゼンタのトナーの場合には、中間転写ベルト１０の回転方向の下流にある２つの感光体ドラムのそれぞれに、転写基準トナー像に含まれるトナーが逆転写される。シアンのトナーの場合には、中間転写ベルト１０の回転方向の下流にある１つの感光体ドラムに、転写基準トナー像に含まれるトナーが逆転写される。
【００５６】
つまり中間転写ベルト１０の回転方向の上流にある色ほど、下流の感光体ドラムの数が多くなるため、逆転写されるトナーの量が増えて、トナー帯電量Ｑ／Ｍの測定誤差が生じやすくなる。そのため、イエロー等の上流のトナーが画像形成装置１００の内部で飛散する等の不具合が生じた場合に、トナー帯電量Ｑ／Ｍの測定誤差により、不具合への対策が適切に行えない場合があった。
【００５７】
実施形態では、このようなトナーの逆転写に起因するトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定誤差を低減させる。以下に、実施形態に係る画像形成装置１００の構成及び機能の詳細について説明する。
【００５８】
＜画像形成装置のハードウェア構成＞
先ず、実施形態に係る画像形成装置１００のハードウェア構成を、図４を参照して説明する。図４は、画像形成装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。画像形成装置１００は、トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する測定部１５０と、画像形成装置１００全体の制御を統括する制御部７００とを有する。
【００５９】
測定部１５０は、現像用高圧電源２９０と、転写用高圧電源６２０と、トナー濃度センサ１１と、制御基板６００と、記憶装置６０１と、制御部７００とを有する。
【００６０】
現像用高圧電源２９０は、作像装置２０Ｙの備える現像ローラ２９１Ｙに電気的に接続され、生成した直流の現像バイアス電圧を現像ローラ２９１Ｙに印加する。現像用高圧電源２９０の出力は、制御基板６００から送信される制御信号により制御される。
【００６１】
また現像用高圧電源２９０は現像電流検出回路２９２を備える。現像電流検出回路２９２は現像用高圧電源２９０の出力電流を検出し、電流値を示す検出信号を制御基板６００に送信することができる。尚、現像電流検出回路２９２は、現像用高圧電源２９０の出力電流に代えて、現像ローラ２９１Ｙから感光体ドラム４０Ｙを通って現像用高圧電源２９０に戻ってきた電流を検出するようにしてもよい。
【００６２】
転写用高圧電源６２０は、一次転写ローラ６２Ｙに電気的に接続され、生成した直流の転写バイアス電流を一次転写ローラ６２Ｙに印加する。転写用高圧電源６２０の出力は、制御基板６００から送信される制御信号により制御される。
【００６３】
また転写用高圧電源６２０は転写電流検出回路６２１を備える。転写電流検出回路６２１は転写用高圧電源６２０の出力電流を検出し、電流値を示す検出信号を制御基板６００に送信することができる。
【００６４】
トナー濃度センサ１１は、中間転写ベルト１０の回転方向における作像装置２０Ｙの下流に設けられ、光を射出するＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、光を受光するＰＤ（Photo Diode）とを備える。ＬＥＤは中間転写ベルト１０上のトナー像に光を照射し、ＰＤはトナー像で反射された光の光強度を検出し、検出値を示す信号を制御基板６００に出力する。
【００６５】
制御基板６００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０４と、Ｉ／Ｆ（Inter/Face）部６０５とを備え、トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する処理を実行する。ＣＰＵ６０２、ＲＡＭ６０３、ＲＯＭ６０４及びＩ／Ｆ部６０５は、図示を省略するシステムバスで相互に電気的に接続されている。
【００６６】
ＣＰＵ６０２は、ＲＯＭ６０４等の記憶装置からプログラムやデータをＲＡＭ６０３上に読み出し、処理を実行することで、制御基板６００全体の制御や機能を実現する演算装置である。
【００６７】
ＲＡＭ６０３は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ６０４は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ６０４には、制御基板６００の起動時に実行されるＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）及びＯＳ（Operating System）設定等のプログラムやデータが格納されている。
【００６８】
記憶装置６０１は、トナー濃度センサ１１による光強度の検出信号とトナーの濃度との対応関係を示すデータや、現像電流に基づき取得されたトナーの総電荷量Ｑのデータ等の各種データを記憶する。記憶装置６０１は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置である。
【００６９】
制御部７００は、画像形成装置１００全体の制御を統括し、外部機器とのＩ／Ｆ（Inter／Face）や、画像形成の開始・終了の指示、各種時間の管理等の機能を実現することができる。
【００７０】
尚、図３では、イエロー用の作像装置２０Ｙ及び一次転写ローラ６２Ｙのみを図示し、他の色の作像装置２０Ｍ、２０Ｃ及び２０Ｋと、一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋの図示を省略したが、画像形成装置１００は他の色の作像装置及び一次転写ローラも備えている。中間転写ベルト１０の回転方向（白抜き矢印の方向）に沿って、作像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ及び２０Ｋが順に配列されている。また作像装置２０Ｙに対向して一次転写ローラ６２Ｙが、作像装置２０Ｍに対向して一次転写ローラ６２Ｍが、作像装置２０Ｃに対向して一次転写ローラ６２Ｃが、作像装置２０Ｋに対向して一次転写ローラ６２Ｋがそれぞれ設けられている。
【００７１】
現像用高圧電源２９０は、現像ローラ２９１Ｙ、２９１Ｍ、２９１Ｃ及び２９１Ｋに電気的に接続され、それぞれに現像バイアス電圧を印加することができる。また転写用高圧電源６２０は、一次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋに電気的に接続され、それぞれに転写バイアス電流を印加することができる。
【００７２】
またトナー濃度センサ１１は、作像装置のうち、中間転写ベルト１０の回転方向において最下流に設けられた作像装置２０Ｋのさらに下流に設けられ、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの転写基準トナー像のトナーの濃度をそれぞれ検出することができる（図３参照）。
【００７３】
［第１の実施形態］
＜画像形成装置の機能構成＞
次に、第１の実施形態に係る画像形成装置１００の機能構成を、図５を参照して説明する。図５は、画像形成装置１００の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。尚、図５に示される画像形成装置１００の各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・結合して構成してもよい。
【００７４】
測定部１５０の備える制御基板６００は、電圧制御部６０６と、総電荷量検出部６０７と、付着量検出部６０８と、帯電量出力部６０９と、入出力部６１０と、電流制御部６１１とを有する。
【００７５】
電圧制御部６０６は、現像用高圧電源２９０に電気的に接続され、現像用高圧電源２９０が現像ローラ２９１Ｙ、２９１Ｍ、２９１Ｃ及び２９１Ｋにそれぞれ印加する現像バイアス電圧の定電圧制御処理を実行する。電圧制御部６０６は、現像電流検出回路２９２による検出信号に基づいてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、制御信号として現像用高圧電源２９０に出力することで、定電圧制御処理を実行することができる。
【００７６】
総電荷量検出部６０７は、現像電流検出回路２９２に電気的に接続され、現像電流検出回路２９２が検出した現像電流の電流値を示す検出信号を入力する。総電荷量検出部６０７は、入力した現像電流の電流値を時間積分してトナーの総電荷量Ｑを取得し、帯電量出力部６０９に出力する。
【００７７】
付着量検出部６０８は、トナー濃度センサ１１に電気的に接続され、トナー濃度センサ１１による検出信号を入力する。
【００７８】
トナー濃度センサ１１が検出した転写基準トナー像の反射光の光強度と、トナーの濃度との対応を示すデータは予め取得され、記憶装置６０１に記憶されている。従って付着量検出部６０８は、入力した光強度を示す検出信号に基づき、記憶装置６０１を参照してトナーの濃度を取得することができる。
【００７９】
ここで、このようなトナーの濃度は、転写基準トナー像のうち、照射光が当てられた領域の面積に該当する単位面積当たりのトナーの付着量Ｍ／Ａ（ｇ／ｍ２）を示すものである。そのため付着量検出部６０８は、トナーの付着量Ｍ／Ａに転写基準トナー像のパターンの面積を乗じて、転写基準トナー像のパターン全体でのトナーの付着量Ｍを取得する。付着量検出部６０８は、取得したトナーの付着量Ｍを示す信号を、帯電量出力部６０９に出力する。
【００８０】
帯電量出力部６０９は、入力したトナーの総電荷量Ｑをトナーの付着量Ｍで除算し、トナー帯電量Ｑ／Ｍを取得する。そして入出力部６１０を介して制御部７００や記憶装置６０１等に出力する。
【００８１】
入出力部６１０は、Ｉ／Ｆ部６０５等により実現され、制御部７００や記憶装置６０１との間でデータや信号の入出力を行う。
【００８２】
電流制御部６１１は、転写用高圧電源６２０に電気的に接続され、転写用高圧電源６２０が生成して一次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋのそれぞれに印加する転写バイアス電流の定電流制御処理を実行する。
【００８３】
電流制御部６１１は、転写電流検出回路６２１による検出信号に基づきＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、制御信号として転写用高圧電源６２０に出力することで、定電流制御処理を実行することができる。
【００８４】
ここで、電流制御部６１１により制御される転写バイアス電流の電流値について説明する。
【００８５】
上述したように、中間転写ベルト１０の回転方向の上流の色（例えばイエロー）のトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定では、転写基準トナー像に含まれる一部のトナーが下流の感光体ドラムに逆転写されることで、測定誤差が生じる場合がある。
【００８６】
トナーは感光体ドラム上では負に帯電しているため、正の転写バイアス電流を一次転写ローラに印加することで、感光体ドラム上のドラムを引き付け、中間転写ベルト上に一次転写させることができる。
【００８７】
上流の一次転写ローラ（例えば一次転写ローラ６２Ｙ）により、中間転写ベルト１０に一次転写されたトナーは、一次転写により正に帯電している。一方、上流の色のトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定では、下流の作像装置（例えば作像装置２０Ｍ）は画像形成を行わないが、下流の一次転写ローラ（例えば一次転写ローラ６２Ｍ）には正の転写バイアス電流が印加されている。
【００８８】
そのため下流の一次転写ローラ６２Ｍに印加されている正の転写バイアス電流により、転写基準トナー像に含まれるトナーが反発して、中間転写ベルト１０から剥がれ、感光体ドラム４０Ｍに付着する場合がある。これが中間転写ベルトから感光体ドラムへの逆転写が発生するメカニズムである。従って下流の転写バイアス電流の電流値が高いほど、反発力が大きくなり、逆転写が起こりやすくなる。
【００８９】
本実施形態では、電流制御部６１１は、トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合には、一次転写ローラ６２Ｙより下流に配置された一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、一次転写ローラ６２Ｙに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１より小さくするように設定する。
【００９０】
これにより、下流に配置された感光体ドラム４０Ｍ、４０Ｃ及び４０Ｋの位置を通過する際に、イエローの転写基準トナー像に含まれる正に帯電したトナーを反発する力を抑制することができる。そして転写基準トナー像に含まれるトナーの一部が感光体ドラム４０Ｍ、４０Ｃ及び４０Ｋに逆転写されることを抑制することができる。
【００９１】
尚、上述では、一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋそれぞれに等しい転写バイアス電流の電流値Ｉ２を印加するものとして説明したが、電流値Ｉ１より低い電流値であれば、一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋにそれぞれ印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２は、必ずしも等しくなくてもよい。
【００９２】
一方で、上述のように転写バイアス電流の電流値Ｉ２を電流値Ｉ１より小さくした状態で用紙Ｐへの画像形成を行うと、下流の一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋのそれぞれが感光体ドラム４０Ｍ、４０Ｃ及び４０Ｋ上のトナーを引き付ける力が弱いため、一次転写にムラが生じ、白抜け等の画像形成の不具合を生じさせる場合がある。
【００９３】
そのため、電流制御部６１１は、転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、上述のように電流値Ｉ１より小さくするとともに、画像形成装置１００が用紙Ｐに画像形成する場合に一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ３と異ならせるように設定する。例えば電流制御部６１１は、トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合の転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、画像形成装置１００が用紙Ｐに画像形成する場合の転写バイアス電流の電流値Ｉ３より小さく設定する。
【００９４】
これにより、用紙Ｐへの画像形成を行う場合に、下流の一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋのそれぞれが感光体ドラム４０Ｍ、４０Ｃ及び４０Ｋ上のトナーを引き付ける力を確保でき、一次転写のムラを抑制して、白抜け等の画像形成の不具合を抑制することができる。
【００９５】
尚、上述では、一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋのそれぞれに、等しい電流値Ｉ２の転写バイアス電流を印加し、また等しい電流値Ｉ３の転写バイアス電流を印加する例を示したが、これに限定されるものではない。
【００９６】
具体的には、トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合に、一次転写ローラ６２Ｍに転写バイアス電流の電流値Ｉ２Ｍとし、一次転写ローラ６２Ｃに転写バイアス電流の電流値Ｉ２Ｃとし、一次転写ローラ６２Ｋに転写バイアス電流の電流値Ｉ２Ｋとする。また用紙Ｐに画像形成する場合に、一次転写ローラ６２Ｍに転写バイアス電流の電流値Ｉ３Ｍとし、一次転写ローラ６２Ｃに転写バイアス電流の電流値Ｉ３Ｃとし、一次転写ローラ６２Ｋに転写バイアス電流の電流値Ｉ３Ｋとする。この場合に、電流値Ｉ２Ｍが電流値Ｉ３Ｍと異なり、電流値Ｉ２Ｃが電流値Ｉ３Ｃと異なり、電流値Ｉ２Ｍが電流値Ｉ３Ｍと異なっていれば、電流値Ｉ２Ｍ、Ｉ２Ｃ及びＩ２Ｋは相互に異なっていてもよいし、電流値Ｉ３Ｍ、Ｉ３Ｃ及びＩ３Ｋは相互に異なっていてもよい。
【００９７】
ここで、作像装置２０Ｙは「第１作像部」の一例であり、現像ローラ２９１Ｙは「トナー担持体」の一例であり、感光体ドラム４０Ｙは「第１像担持体」の一例である。また一次転写ローラ６２Ｙは「第１転写部」の一例であり、一次転写ローラ６２Ｙに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１は「第１転写バイアス電流」の一例である。
【００９８】
また、作像装置２０Ｍ、２０Ｃ及び２０Ｋは、それぞれ「第２作像部」の一例であり、感光体ドラム４０Ｍ、４０Ｃ及び４０Ｋは、それぞれ「第２像担持体」の一例である。一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋは、それぞれ「第２転写部」の一例であり、一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋにそれぞれ印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２は、「第２転写バイアス電流」の一例である。中間転写ベルト１０は、「中間転写体」の一例である。
【００９９】
上述では、イエローのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合の例を説明したが、これに限定されるものではない。マゼンタのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合は、一次転写ローラ６２Ｍより下流の一次転写ローラ６２Ｃ及び６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、一次転写ローラ６２Ｍに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１より小さくすればよい。
【０１００】
マゼンタのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合は、作像装置２０Ｍは「第１作像部」の一例であり、現像ローラ２９１Ｍは「トナー担持体」の一例であり、感光体ドラム４０Ｍは「第１像担持体」の一例である。また一次転写ローラ６２Ｍは「第１転写部」の一例であり、一次転写ローラ６２Ｍに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１は「第１転写バイアス電流」の一例である。
【０１０１】
作像装置２０Ｃ及び２０Ｋは、それぞれ「第２作像部」の一例であり、感光体ドラム４０Ｃ及び４０Ｋは、それぞれ「第２像担持体」の一例である。一次転写ローラ６２Ｃ及び６２Ｋは、それぞれ「第２転写部」の一例であり、一次転写ローラ６２Ｃ及び６２Ｋにそれぞれ印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２は、「第２転写バイアス電流」の一例である。
【０１０２】
同様に、シアンのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合は、一次転写ローラ６２Ｃより下流の一次転写ローラ６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、一次転写ローラ６２Ｃに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１より小さくすればよい。
【０１０３】
シアンのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合は、作像装置２０Ｃは「第１作像部」の一例であり、現像ローラ２９１Ｃは「トナー担持体」の一例であり、感光体ドラム４０Ｃは「第１像担持体」の一例である。また一次転写ローラ６２Ｃは「第１転写部」の一例であり、一次転写ローラ６２Ｃに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１は「第１転写バイアス電流」の一例である。
【０１０４】
作像装置２０Ｋは「第２作像部」の一例であり、感光体ドラム４０Ｋは「第２像担持体」の一例である。また一次転写ローラ６２Ｋは「第２転写部」の一例であり、一次転写ローラ６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２は、「第２転写バイアス電流」の一例である。
【０１０５】
次に、図６は、一次転写ローラ６２Ｙより下流に配置された一次転写ローラにおける転写バイアス電流の電流値と転写率及び逆転写率との関係の一例を説明する図である。
【０１０６】
ここで転写率とは、基準トナー像の形成時に現像ローラから感光体ドラムに移動して付着したトナーの量をｍ１とし、一次転写により感光体ドラムから中間転写ベルト１０に転写されて付着したトナーの量をｍ２とした場合の（ｍ２／ｍ１）×１００（％）の値である。また逆転写率とは、下流で感光体ドラムに逆転写されて付着したトナーの量をｍ３とした場合の（ｍ３／ｍ２）×１００（％）の値である。尚、転写率と転写バイアス電流との関係は、転写ベルトの抵抗値や感光体表面素材等により決まり、逆転写率と転写バイアス電流との関係には無関係である。
【０１０７】
図６において、横軸は一次転写ローラ６２Ｙより下流に配置された一次転写ローラ（例えば一次転写ローラ６２Ｍ）に印加する転写バイアス電流の電流値を表し、縦軸は転写率及び逆転写率を表している。図６の黒菱形のプロット７５は転写率を示し、白抜き菱形のプロット７６は逆転写率を示している。
【０１０８】
また破線７１は転写率の許容下限値を示し、破線７２は逆転写率の許容上限値を示している。つまり転写率の許容下限値より高い転写率であれば、用紙Ｐに画像形成する場合に白抜け等の不具合を抑制でき、逆転写率の許容上限値より低い逆転写率であれば、逆転写を抑制し、トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合に測定誤差を抑制できる。
【０１０９】
一点鎖線７３は、転写率の許容下限値より高い転写率を実現可能な転写バイアス電流の下限値であり、一点鎖線７４は、逆転写率の許容上限値より低い逆転写率を実現可能な転写バイアス電流の上限値である。従って、一点鎖線７３から一点鎖線７４の許容範囲内で転写バイアス電流の電流値を設定することが好ましい。
【０１１０】
例えば上記の許容範囲内で、転写率が９２％で逆転写率が３％となるように、各色の一次転写ローラに印加する転写バイアス電流の電流値を設定すると、トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合の各色の基準トナー像の転写率は図７に示すようになる。図７において、最上流のイエローの基準トナー像の転写率は８４％であり、他の色と比較して低い。従ってイエローのトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定では、測定誤差が大きくなる。
【０１１１】
図８は、トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合に、下流の色の一次転写ローラに印加する転写バイアス電流の電流値を、転写バイアス電流の下限値に設定した場合の各色の基準トナー像の転写率を示している。つまり、下流の色の一次転写ローラに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、上流の色の一次転写ローラに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１より小さくした場合の各色の基準トナー像の転写率を示している。
【０１１２】
図８において、最上流のイエローの基準トナー像の転写率は８９％であり、他の色と同程度になっている。従って、このように電流値Ｉ２を設定することで、イエローのトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定誤差を抑制することができる。
【０１１３】
用紙Ｐに画像形成する場合は、下流の色の一次転写ローラに印加する転写バイアス電流の電流値を、転写率が９２％で逆転写率が３％となる図７の設定に戻すことで、感光体ドラム上のトナーを引き付ける力を確保し、白抜け等の画像形成の不具合を抑制することができる。
【０１１４】
このようにして、トナー帯電量Ｑ／Ｍの測定誤差を抑制するとともに、用紙Ｐへの画像形成における白抜け等の不具合を抑制することができる。
【０１１５】
＜画像形成装置の動作＞
図９は、本実施形態に係る画像形成装置１００によるトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定処理の一例を示すフローチャートである。図９では、イエローのトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定処理を示している。
【０１１６】
先ず、ステップＳ９１において、作像装置２０Ｙは、現像用高圧電源２９０から現像ローラ２９１Ｙに現像バイアス電圧を印加し、感光体ドラム４０Ｙ上にイエローの基準トナー像を形成する。
【０１１７】
続いて、ステップＳ９２において、現像電流検出回路２９２は、作像装置２０Ｙがイエローの基準トナー像を感光体ドラム４０Ｙ上に形成した時の現像電流を検出し、検出値を示す信号を総電荷量検出部６０７に出力する。
【０１１８】
ここで、イエローの基準トナー像を感光体ドラム４０Ｙ上に形成する時には、作像装置２０Ｙは感光体ドラム４０Ｙを所定の回転方向に回転させながら形成する。この時に現像電流検出回路２９２は、回転方向における基準トナー像の先端部分を形成した時刻ｔ１から基準トナー像の後端部分を形成した時刻ｔ２までの現像電流を所定の時間間隔で検出し、電流値を示す検出信号を総電荷量検出部６０７に出力する。総電荷量検出部６０７は、入力した現像電流の電流値をＲＡＭ６０３等に一時格納する。
【０１１９】
続いて、ステップＳ９３において、総電荷量検出部６０７は、一時格納した現像電流の電流値をＲＡＭ６０３等から読み出し、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間で現像電流の電流値を時間積分して、イエローの基準トナー像の総電荷量Ｑを取得する。総電荷量検出部６０７は取得した総電荷量Ｑを示す信号を帯電量出力部６０９に出力する。
【０１２０】
続いて、ステップＳ９４において、電流制御部６１１は、一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、一次転写ローラ６２Ｙに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１より小さく、かつ用紙Ｐへの画像形成時に一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ３と異なるように設定する。
【０１２１】
続いて、ステップ９５において、転写用高圧電源６２０は、一次転写ローラ６２Ｙに電流値Ｉ１の転写バイアス電流を印加し、一次転写ローラ６２Ｙは、中間転写ベルト１０上にイエローの転写基準トナー像を形成する。
【０１２２】
続いて、ステップＳ９６において、トナー濃度センサ１１は、中間転写ベルト１０上の転写基準トナー像のトナー濃度を検出し、検出値を示す信号を付着量検出部６０８に出力する。
【０１２３】
続いて、ステップＳ９７において、付着量検出部６０８は、トナー濃度の検出値に該当する単位面積当たりのトナーの付着量Ｍ／Ａに転写基準トナー像のパターンの面積を乗じて、転写基準トナー像のパターン全体でのトナーの付着量Ｍを取得する。付着量検出部６０８は、取得したトナーの付着量Ｍを示す信号を帯電量出力部６０９に出力する。
【０１２４】
続いて、帯電量出力部６０９は、入力したトナーの総電荷量Ｑをトナーの付着量Ｍで除算してトナー帯電量Ｑ／Ｍを取得し、入出力部６１０を介して制御部７００や記憶装置６０１等に出力する。
【０１２５】
このようにして画像形成装置１００は、イエローのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定することができる。
【０１２６】
尚、マゼンタのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合は、各ステップにおけるトナーの色をマゼンタにすればよい。またステップＳ９４において、一次転写ローラ６２Ｍより下流の一次転写ローラ６２Ｃ及び６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、一次転写ローラ６２Ｍに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１より小さくし、かつ用紙Ｐへの画像形成時に一次転写ローラ６２Ｃ及び６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ３と異なるように設定すればよい。
【０１２７】
またシアンのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合は、各ステップにおけるトナーの色をシアンにすればよい。またステップＳ９４において、一次転写ローラ６２Ｃより下流の一次転写ローラ６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、一次転写ローラ６２Ｃに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１より小さくし、かつ用紙Ｐへの画像形成時に一次転写ローラ６２Ｋに印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ３と異なるように設定すればよい。
【０１２８】
またブラックのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合は、各ステップにおけるトナーの色をブラックにすればよい。また下流に一次転写ローラが配置されていないため、ステップＳ９４の処理は実行しなくてよい。
【０１２９】
以上説明してきたように、本実施形態では、トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する場合に、測定対象とする色に対して下流の色に対応する一次転写ローラ（例えば一次転写ローラ６２Ｍ、６２Ｃ及び６２Ｋ）に印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ２を、測定対象の色に対応する一次転写ローラ（例えば一次転写ローラ６２Ｙ）に印加する転写バイアス電流の電流値Ｉ１より小さくし、かつ画像形成装置１００が用紙Ｐに画像形成する場合に、測定対象とする色に対して下流の色に対応する一次転写ローラに印加する転写バイアス電流の電流値と異なるように設定する。
【０１３０】
これにより、測定対象とする色に対して下流の色に対応する感光体ドラムの位置を通過する際に、イエローの転写基準トナー像に含まれる正に帯電したトナーを反発する力を抑制し、転写基準トナー像に含まれるトナーの一部が中間転写ベルトから剥がれ、感光体ドラムに逆転写することを抑制することができる。そして単位質量当たりのトナー帯電量Ｑ／Ｍを適切に測定することができる。また用紙Ｐへの画像形成を行う場合に、測定対象とする色に対して下流の色に対応する一次転写がそれぞれ感光体ドラム上のトナーを引き付ける力を確保でき、一次転写のムラを抑制して白抜け等の画像形成の不具合を抑制することができる。
【０１３１】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の画像形成装置の一例を説明する。尚、第１の実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する。
【０１３２】
図１０は、本実施形態に係る画像形成装置１００ａの構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【０１３３】
画像形成装置１００ａは制御部７００ａを有する。制御部７００ａは、画像形成装置１００ａの動作を統括的に制御する。制御部７００ａは、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭとを有し、ＣＰＵがＲＡＭをワークエリア（作業領域）としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、制御部７００ａの機能や制御が実現される。
【０１３４】
制御部７００ａは、受付部７０１と、切替部７０２と、画像形成部７０３とを有する。受付部７０１は、画像形成装置１００ａの備える操作部等から入力される、画像形成装置１００ａの動作モードを切り替えるための切替信号を受け付け、受け付けた切替信号を切替部７０２に出力する。
【０１３５】
切替部７０２は、入力した切替信号に応じて、画像形成装置１００ａの動作モードを、用紙Ｐに画像形成する第１動作モード、又は第１の動作モードとは異なり、単位質量当たりのトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する第２動作モードの何れか一方に切り替える。切替部７０２は、画像形成装置１００ａが第２動作モードを実行する場合は、画像形成の開始を指令する画像形成開始信号を画像形成部７０３に出力し、画像形成装置１００ａが第２動作モードを実行する場合は、トナー帯電量Ｑ／Ｍの測定開始を指令する測定開始信号を制御基板６００に出力する。
【０１３６】
制御基板６００は、入出力部６１０を介して入力した測定開始信号に応じて、第１の実施形態で説明したトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定を開始する。一方、画像形成部７０３は入力した画像形成開始信号に応じて画像形成を開始する。
【０１３７】
図１１は、制御部７００ａによる処理の一例を示すフローチャートである。
【０１３８】
先ず、ステップＳ１１１において、受付部７０１は、画像形成装置１００ａの備える操作部等から入力される切替信号を受け付け、受け付けた切替信号を切替部７０２に出力する。
【０１３９】
続いて、ステップＳ１１２において、切替部７０２は、入力した切替信号が第２動作モードであるかを判定する。第２動作モードであると判定した場合は（ステップＳ１１２、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１３において、切替部７０２は、トナー帯電量Ｑ／Ｍの測定開始を指令する測定開始信号を制御基板６００に出力する。
【０１４０】
続いて、ステップＳ１１４において、制御基板６００は、入出力部６１０を介して入力した測定開始信号に応じてトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定処理を実行する。
【０１４１】
一方、ステップＳ１１２において、第２動作モードでないと判定した場合は（ステップＳ１１２、Ｎｏ）、ステップＳ１１５において、切替部７０２は、画像形成の開始を指令する画像形成開始信号を画像形成部７０３に出力する。
【０１４２】
続いて、ステップＳ１１５において、画像形成部７０３は、入力した画像形成開始信号に応じて画像形成処理を実行する。
【０１４３】
以上説明したように、本実施形態では、画像形成装置１００ａに入力された切替信号に応じて、画像形成装置１００ａが用紙Ｐに画像形成する第１の動作モード、又は第１動作モードとは異なり、画像形成装置１００ａがトナー帯電量Ｑ／Ｍを測定する第２動作モードの何れか一方に切り替える。これにより、トナー帯電量Ｑ／Ｍの測定と、画像形成とを切り分けて実行することができる。
【０１４４】
上記以外の効果は、第１の実施形態で説明したものと同様である。
【０１４５】
以上、実施形態に係る画像形成装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【０１４６】
また実施形態は、トナー帯電量測定方法も含む。例えば、トナー帯電量測定方法は、中間転写体の回転方向に配列された複数の作像部から前記中間転写体にトナーを転写して記録媒体に画像を形成する画像形成装置による、前記トナーの単位質量当たりのトナー帯電量測定方法であって、前記複数の作像部のうちの１つにより、トナー担持体上の前記トナーを第１像担持体に移動させ、前記第１像担持体上にトナー像を形成する第１作像工程と、第１転写バイアス電流を印加し、前記第１像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第１転写工程と、前記複数の作像部のうち、前記回転方向における前記第１作像部の下流にある前記作像部により、前記第２像担持体上にトナー像を形成する第２作像工程と、第２転写バイアス電流を印加し、前記第２像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する第２転写工程と、前記第１像担持体上に基準トナー像を形成する場合に、前記トナー担持体から前記第１像担持体に前記トナーが移動する時に生じる現像電流に基づき、前記基準トナー像に含まれる前記トナーの総電荷量を検出する総電荷量検出工程と、前記第１像担持体上の前記基準トナー像が前記中間転写体に転写された前記基準トナー像に含まれる前記トナーの付着量を検出する付着量検出工程と、前記総電荷量と、前記付着量とに基づいて取得される前記トナーの単位質量当たり帯電量を出力する帯電量出力工程と、前記トナーの単位質量当たりの帯電量を測定する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値を、前記第１転写バイアス電流の電流値より小さくし、かつ前記画像形成装置が前記記録媒体に画像形成する場合の前記第２転写バイアス電流の電流値と異ならせるように設定する電流制御工程と、を含む。
【０１４７】
このようなトナー帯電量測定方法により、上述の画像形成装置と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１０              中間転写ベルト
１１              トナー濃度センサ
１００、１００ａ  画像形成装置
１５０            測定部
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ  作像装置
２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃ、２９Ｋ  現像装置
２９０            現像用高圧電源
２９１Ｙ、２９１Ｍ、２９１Ｃ、２９１Ｋ  現像ローラ
２９２            現像電流検出回路
４０、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ  感光体ドラム
６２、６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ  一次転写ローラ
６２０            転写用高圧電源
６２１            転写電流検出回路
６００            制御基板
６０１            記憶装置
６０２            ＣＰＵ
６０３            ＲＡＭ
６０４            ＲＯＭ
６０５            Ｉ／Ｆ部
６０６            電圧制御部
６０７            総電荷量検出部
６０８            付着量検出部
６０９            帯電量出力部
６１０            入出力部
６１１            電流制御部
７００、７００ａ  制御部
７０１            受付部
７０２            切替部
７０３            画像形成部
Ｐ                用紙
Ｑ                総電荷量
Ｍ                トナーの付着量
Ｍ／Ａ              単位面積当たりのトナーの付着量
Ｑ／Ｍ              単位質量当たりのトナー帯電量
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４９】
【特許文献１】特許第３２４７９５９号公報
【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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