(57)【要約】【課題】ＱＣＭによる質量検出の基本式であるSauerbreyの式を用いて付着物質の質量を算出する場合には，ＭＨｚオーダーの基本共振周波数に対し数十〜数百Ｈｚの周波数変化を正確に計測する必要があり，１ｍｓ以下程度の短時間に測定を完了することが困難であった。【解決手段】粉体の場合には，ＱＣＭの共振時の抵抗値R（共振抵抗）の変化量が付着質量と比例関係にあることをから，共振抵抗Ｒの変化量を測定することで，ＱＣＭに付着した物質の質量を知ることができる。共振抵抗値Ｒの測定は，１μｓオーダー以下の短時間で完了することが可能であり，電子写真装置の現像器近傍に配置した場合であっても，ｍｓオーダーで大きく変動する現像バイアスによる影響を受けることなくトナーの質量の測定が可能となる。これにより現像直前のトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）をより正確に検知可能で，帯電量の検知結果を用いて画像形成プロセス，特に露光を制御し，出力画像力の安定化が実現できる。【選択図】  図９
2018128552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体の質量を測定する粉体質量測定方法であって，
圧電振動子に設けられた電極に前記粉体が付着される前の前記圧電振動子の共振抵抗を検出するステップと、
前記電極に前記粉体が付着された後の前記圧電振動子の共振抵抗を検出するステップと、
前記検出された前記粉体の付着の前後の共振抵抗の変化量を求めるステップと、
前記粉体の付着の前後の共振抵抗の変化量に基づいて、前記粉体の質量を求めるステップと
を備えたことを特徴とする粉体質量測定方法。
【請求項２】
粉体の質量Ｍを測定する粉体質量測定方法であって，
圧電振動子に設けられた電極に前記粉体が付着される前の前記圧電振動子の共振抵抗を検出するステップと、
前記電極に前記粉体が付着された後の前記圧電振動子の共振抵抗を検出するステップと、
前記検出された前記粉体の付着の前後の共振抵抗の変化量ΔRを求めるステップと、
前記粉体の付着の前後の共振抵抗の変化量ΔRに基づいて、前記粉体の質量Mを
M=Ｋ×ΔR  （Ｋ：比例係数）  ・・・・・・・（式１）
（式１）によって求めるステップと
を備えたことを特徴とする粉体質量測定方法。
【請求項３】
粉体の質量Mを測定する粉体質量測定方法であって，
圧電振動子に設けられた電極に前記粉体が付着される前の前記圧電振動子の共振周波数を検出するステップと、
圧電振動子に設けられた電極に前記粉体が付着される前の前記圧電振動子の共振抵抗を検出するステップと、
前記電極に前記粉体が付着された後の前記圧電振動子の共振周波数を検出するステップと、
前記電極に前記粉体が付着された後の前記圧電振動子の共振抵抗を検出するステップと、
前記検出された前記粉体の付着の前後の共振周波数の変化量Δｆを求めるステップと、
前記検出された前記粉体の付着の前後の共振抵抗の変化量ΔRを求めるステップと、
前記粉体の付着の前後の共振周波数の変化量Δｆに基づいて、前記粉体の質量Mを
【数１】
2018128552.tif 000006
（式２）によって求めるステップと，
（ｆ0は振動子の基本共振周波数、ρは水晶の密度（2.649x103 kg/m3）、  μは水晶のせん断応力  ( 2.947×10 10 kg/ms2 )，Ａは水晶表面に設けた電極表面積（m2））
前記粉体の付着の前後の共振抵抗の変化量ΔRに基づいて、前記粉体の質量Mを算出するための
M=Ｋ×ΔR  （Ｋ：比例係数）  ・・・・・・・（式１）
（式１）の比例係数Ｋを算出するステップとを有し，
前記比例係数Ｋを算出した以降は，（式１）によって共振抵抗の変化量ΔRから粉体の質量Mを求める
ことを特徴とする粉体質量測定方法。
【請求項４】
粉体の質量を測定する粉体質量測定装置において，
両面に電極を有する圧電振動子からなる検出手段と，前記電極に粉体を付着させる付着手段と，
前記電極に振動電圧を印加して前記圧電振動子を振動させる発振手段と，前記圧電振動子の共振抵抗の検出手段と，
前記付着手段によって粉体が前記電極に付着する前後での前記圧電振動子の共振抵抗の変化を検出し，
前記粉体の付着前後の共振抵抗の変化量に基づいて前記電極に付着した粉体の質量を算出する粉体質量算出手段と
を備えたことを特徴とする粉体質量測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の粉体の質量Mを測定する粉体質量測定装置において，
前記付着手段によって粉体が前記電極に付着する前後での前記圧電振動子の共振抵抗の変化ΔRを検出し，
前記粉体の付着前後の共振抵抗の変化量ΔRに基づいて，前記電極に付着した粉体の質量Mを
M=Ｋ×ΔR  （Ｋ：比例係数）  ・・・・・・・（式１）
（式１）によって算出する粉体質量算出手段と
を備えたことを特徴とする粉体質量測定装置。
【請求項６】
粉体の質量Mを測定する粉体質量測定装置において，
両面に電極を有する圧電振動子からなる検出手段と，前記電極に粉体を付着させる付着手段と，
前記電極に振動電圧を印加して前記圧電振動子を振動させる発振手段と，
前記圧電振動子の共振抵抗の検出手段と，前記圧電振動子の共振周波数の検出手段と，
前記付着手段によって粉体が前記電極に付着する前後での前記圧電振動子の共振抵抗の変化ΔRと共振周波数の変化Δｆを検出し，
前記粉体の付着の前後の共振周波数の変化量Δｆに基づいて、前記粉体の質量Mを
【数２】
2018128552.tif 000007
（式２）によって算出する第一の粉体質量算出手段と，
前記粉体の付着の前後の共振抵抗の変化量ΔRに基づいて前記粉体の質量Mを算出するための
M=Ｋ×ΔR  （Ｋ：比例係数）  ・・・・・・・（式１）
（式１）の比例係数Ｋを算出する比例定数算出手段と，
（式１）によって共振抵抗の変化量ΔRから粉体の質量Mを算出する第二の粉体質量算出手段を有し，
前記比例係数Ｋを算出した以降は，
前記第二の粉体質量算出手段により粉体の質量を算出することを特徴とする粉体質量測定装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の質量測定装置を有することを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，粉体の質量測定装置，および，前記粉体の質量測定装置を搭載し，画像濃度の安定化のためにトナーの質量などを測定可能な電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いて感光体上にトナー可視画像を形成し、その画像を記録用紙に転写する画像形成装置において、一般に、かかる感光体の周囲に、帯電装置、像書き込み露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、除電装置等が設けられている。特に，フルカラー画像やマルチカラー画像を形成する画像形成装置は，感光体およびその周囲の装置を，必要な色の数分だけ配置して構成される。なお、かかる装置では、帯電装置により感光体を一様に帯電した後、像書き込み露光装置により感光体上に静電潜像を形成する。
【０００３】
この静電潜像を現像装置によりトナー像に現像した後、直接給紙装置から搬送されてくる転写材（例えば、紙）上に転写装置により前記トナー像を転写する。または，一旦中間転写体であるベルト上にベルト転写装置によりトナー像を転写したのち，給紙装置から搬送されてくる転写材（例えば、紙）上に転写装置により前記ベルト上のトナー像を転写する。その後、この得られた転写像を定着する。一方、感光体においては、クリーニング装置により感光体上の残留トナーを除去した後、除電装置により感光体の電荷を除去するという一連のプロセスで画像形成を行っている。
【０００４】
このような画像形成装置の中でも，特にトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用い電界によりトナーで前記感光体上の静電潜像を現像する二成分画像形成装置においては、前記トナーの帯電量（Ｑ／Ｍ，Ｑ：トナー電荷量，Ｍ：トナー質量）が、印刷画像の品質を決める重要なファクターとなっている。すなわち、感光体上の静電潜像に対応した電荷量を，電荷を有するトナーを充てんすることで画像の形成を行うため，トナー帯電量Ｑ／Ｍが小さかった場合には、トナー質量が多く必要となり、印刷された画像が濃くなってしまうという現象が生じる。一方、トナー帯電量Ｑ／Ｍが大きかった場合には、少ないトナー質量でよいため、画像が薄くなってしまうという現象が生じる。
【０００５】
トナー帯電量Ｑ／Ｍが変動する要因は，画像形成装置の設置環境における温度・湿度や、長期間の使用によるキャリア及びトナーの経年劣化が知られている。さらには，現像装置内の撹拌手段による撹拌動作による帯電量Ｑ／Ｍの増加と，現像ローラ表面にトナーを均一にコートする際に規制部材を通過するときの摩擦による帯電量Ｑ／Ｍの増加が知られている。
【０００６】
これらのことから、印刷される画像の状態を最適にするためには、現像される直前のトナー帯電量Ｑ／Ｍを把握し、その量に応じた最適の制御を行う必要がある。
【０００７】
《特許文献１について》
画像形成装置内でトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）を測定する技術として，圧電振動子（ピエゾ素子）と電極からなるプローブにトナーを吸着させ，圧電振動子の周波数変化から吸着されたトナーの質量Ｍを算出するとともに，磁気ブラシローラから圧電振動子上の電極にトナーが移動することで，磁気ブラシローラ上で変化する電荷量Ｑを測定するもの（特許文献１）が開示されている。
【０００８】
この圧電振動子（ピエゾ素子）と電極からなるプローブとして最も代表的な例が，水晶単結晶を用いたＡＴカット水晶振動子センサであって、ＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）として認知されているセンサである。ちなみに、このＡＴカット水晶振動子は、その固有振動数として、振動子厚みに依存した厚み滑り振動を持っており、前述の圧電振動子としては広く認知されている水晶振動子である。
【０００９】
この特許文献１の中では，水晶振動子の質量をＭ0，付着したトナーの質量をＭ，水晶振動子の弾性常数をK，水晶振動子とトナーとの結合状態を表わすばね常数をｋとし，その時の水晶振動子の角回転速度をωとすると，次の式のような関係があるとしている。
【００１０】
【数１】
2018128552.tif 000003
【００１１】
水晶振動子の共振周波数をｆとすると，ω＝2πｆであるので，（式３）は付着トナー質量Ｍと，トナーが付着したときの水晶振動子の共振周波数ｆとの関係を示すものである。
【００１２】
《Sauerbreyの式について》
また，一般的にＡＴカット水晶振動子からなるＱＣＭセンサは，表面上に対向する一対の励振電極が構成されており，前記電極に交流電圧を印加すると固有周波数として厚み滑り振動を誘発する。さらに、一側面の表面に測定対象物を付着・固定化させると，ＡＴカット水晶基板の機械的固有周波数ｆは、付着した物質の微小質量によって変化する。この時、付着した物質の微小質量をＭとすると、ＡＴカット水晶振動子の固有周波数の変化量Δｆは、Ｍに比例することが知られている。この関係式は、Sauerbrey（G.Sauerbrey, Z. f.Phys, 155, 206 (1959)、非特許文献１）により導かれており、次式で与えられる。
【００１３】
【数２】
2018128552.tif 000004
【００１４】
ここで、ｆ0は振動子の基本共振周波数、ρは水晶の密度（2.649x103 kg/m3）、  μは水晶のせん断応力  ( 2.947×10 10 kg/ms2 )，Ａは水晶表面に設けた電極表面積（ｍ2） である。特許文献１に記載されている（式３）と同様に，付着物質の質量と水晶振動子の周波数変化との関係を示す式になっており，周波数の変化を測定することによって，付着物質の質量を知ることができる。
【００１５】
《特許文献２について》
また，圧電振動子を用い電極表面に付着した物質の質量を測定する方法として，ヒータの付いた圧電振動子上に，粘性インクジェットを吹き付け，その付着重量に比例して圧電素子のインピ−ダンスが変化する変化量から付着重量を求めるもの（特許文献２）が開示されている。
【００１６】
《特許文献３について》
また，インクジェット吐出ヘッドから吐出された液滴の質量を測定する方法として，QCM電極に液滴が付着された前後の共振抵抗の変化量に基づいて液滴の粘度を求め，液滴の粘度によって変化した共振周波数の量を求め，液滴の付着の前後の共振周波数の変化量と液滴の粘度によって変化した共振周波数の量に基づいて液滴の重量を求めるもの（特許文献３）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】U.S.Pat.No.5,006,897
【特許文献２】特開平07-248250号公報
【特許文献３】特開2005-61871号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】G.Sauerbrey, Z.f.Phys., 155, 206 (1959)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
特許文献１と非特許文献１のように，ＱＣＭを用いて共振周波数または共振周波数の変化から付着物質の質量の検出を行う場合，ＱＣＭの共振周波数は数MHｚから数十MHｚであり，質量測定する際に生じる周波数変化は数１０〜数１００Hz程度である。３桁の変化量を知るためには１Hzの桁まで正確に測定できる必要がある。例えば，基本共振周波数が２MHｚのＱＣＭで１Hzの桁まで正確な測定を行うためには，１００MHｚのクロックで動作する回路の場合には一回の測定に最低でも２０ｍｓの時間を要する。
【００２０】
電子写真装置の現像部で使用する場合には，トナーを感光ドラム上の静電潜像に現像させるための現像バイアスの波形で，現像性の向上のためパルス的に現像バイアスを印加させる装置の場合には，電圧値が一定である時間が１ｍｓ程度しかない。この装置の現像器の周辺でＱＣＭによるトナー帯電量Ｑ／Ｍの測定に適用する場合，測定途中に近傍で生じる大きな電圧変動により発生するノイズにより，測定値が影響を受ける可能性があるという課題があった。
【００２１】
特許文献２は，インク滴１０発ごとに生じた電圧の変化量の関係についてあらかじめテーブルを作成しておき，実際の測定時に作成しておいたテーブルを元にインク滴の質量を逆算するものである。この方法では，テーブルの作成に多大な手間を有するとともに，測定値がテーブルに依存するため経時的な変化に対応できず，測定精度を維持することが困難であった。
【００２２】
特許文献３では，ＱＣＭを液滴の質量測定に適用したものであって，本発明者らは電子写真装置のトナーのような粉体の質量を測定する場合には適用できないものであることを見出した。
【００２３】
本発明は，以上の問題に鑑みてなされたものであり，トナーを用いる画像形成装置において，常時安定した出力画像得るために，現像されるトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）を１ｍｓ以下の短時間で正確に検出するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の目的を達成するために，本発明の粉体質量測定方法では以下の工程を有する。
【００２５】
すなわち，圧電振動子に設けられた電極に前記粉体が付着される前の前記圧電振動子の共振抵抗を検出するステップと、前記電極に前記粉体が付着された後の前記圧電振動子の共振抵抗を検出するステップと、前記検出された前記粉体の付着の前後の共振抵抗の変化量を求めるステップと、前記粉体の付着の前後の共振抵抗の変化量に基づいて、前記粉体の質量を求めるステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば，以下のような効果を得ることができる。共振時のＱＣＭの等価回路の抵抗値Ｒを測定することで，ＱＣＭに付着した物質の質量を知ることができる。抵抗値Ｒの値は，付着物質がない時には数１０〜数１００Ω程度で，付着物質があるときには数１００〜数１０００Ωに変化する。この抵抗値を測定のための時間はμｓオーダーで可能である。一方で，周波数変化を測定する特許文献１，非特許文献１では，基本の発振周波数が数ＭＨｚに対し周波数変化を１Ｈｚの桁まで正確に測定する必要があるので一回の測定に20ms程度の時間がかかる。本発明によると大幅に短時間での質量測定が可能であり，特に，現像バイアスに電位が一定となる時間がｍｓオーダーのパルス的な交流電圧を用いる場合であっても電位変化が生じない間に質量の測定が可能となるので。高電圧の変化によるノイズの影響のないより高精度なトナーの質量測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明が適用できる電子写真画像形成装置の構成の概略を示す図
【図２】実施例で用いるＱＣＭセンサの構成を示す図
【図３】実施例で用いるＱＣＭセンサへの付着トナー個数と共振周波数変化の関係を示すグラフ
【図４】実施例で用いるＱＣＭセンサへの付着トナー個数と共振抵抗値の変化の関係を示すグラフ
【図５】実施例で用いる現像装置の構成を示す図
【図６】実施例で用いる現像装置内のトナーの帯電量の変化を示す図
【図７】実施例のQ/M計測及び画像形成のための概要構成を示すブロック図
【図８】実施例のQ/M計測の概要動作を示すフローチャート
【図９】実施例のQ/M計測のための電気構成を示す回路図
【図１０】実施例のQ/M計測のための動作を示すタイミングチャート
【図１１】実施例のQ/M計測の中でトナー吸着電位の充電動作を示すフローチャート
【図１２】実施例のQ/M計測の中でトナー除去動作を示すフローチャート
【図１３】実施例のQ/M計測の中でＱとＭの計測動作を示すフローチャート
【図１４】実施例のQ/M計測の中でトナー吸着動作を示すフローチャート
【図１５】実施例のQ/M計測の中で共振抵抗値の変化ΔRと共振周波数の変化Δｆの関係を示すグラフ
【図１６】実施例のQ/M計測の中でΔRとΔｆの関係を求める概要動作を示すフローチャート
【図１７】実施例のQ/M計測の中でΔRとΔｆの関係を求める概要動作を示すためのタイミングチャート
【図１８】実施例のQ/M計測の中で共振抵抗値Rと共振周波数の測定動作を示すフローチャート
【図１９】実施例のQ/M計測の中でΔRとΔｆの関係を求める際のトナー吸着動作を示すフローチャート
【図２０】Ｑ／Ｍが大きくなり画像濃度薄くなった場合，レーザーパワー大とする説明図
【図２１】Ｑ／Ｍが小さくなり画像濃度濃くなった場合，レーザーパワー小とする説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［実施例１］
図１は本発明が適用できる、電子写真方式画像形成装置の構成の概略を示す図である。
四色タンデム型方式で、色毎に感光ドラム上にトナー像を形成し、中間転写ベルト上に四色のトナー像を重ね合わせ、カラー画像を得る方式の画像形成装置である。図１において、番号の後に付してある文字Y、M、C、Kは、形成するトナー像の色を表している。Yはイエロー、Mはマゼンタ、Cはシアン、Kはブラックを表す。
【００２９】
１００はレーザ光、１０１は感光ドラム、１０２は帯電装置、１０３は露光装置、１０４は現像装置、１０５は転写装置、１０６はクリーニング装置、１０７は定着装置、１０８はトナー帯電量測定装置、１１３は一次転写ローラ、１１４は二次転写ローラ、１１５は中間転写ベルト、１１６は給紙ローラ、１１７は排紙トレイ、Ｐは記録紙である。
【００３０】
なお、感光ドラム上にトナー画像を形成し、中間転写ベルト上にトナー像を重ね合わせる工程は、各色で同様であるため、説明では色の表記は省略する。異なる図面においても、同一部品や機能については、同じ番号を付してある。
【００３１】
プリント開始信号が入力されると、感光ドラム１０１の表面は，帯電装置１０２により所定の電位になるように帯電される。 露光装置１０３から画像信号に基づいて変調されたレーザ光１００を感光ドラム１０１上に照射し、静電潜像を感光ドラム１０１上に形成する。現像装置１０４は、内部に収容している現像剤中のトナー粒子の帯電量（Ｑ／Ｍ）を後で説明するように増加させた後，静電潜像と現像スリーブ１１１間に形成される電界により、トナー粒子を静電力で移動させ、トナー像を感光ドラム１０１上に形成する。
【００３２】
中間転写ベルト１１５は感光ドラム１０１と1次転写ローラ１１３に挟まれる構成をとっており、1次転写ニップ部を構成している。感光ドラム１０１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ１１３により、中間転写ベルト１１５上に転写される。以上の工程をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色分を順次繰り返すことにより、中間転写ベルト１１５上に４色が重なったトナー像を形成する。なお、トナー像を転写した後の感光体ドラム１０１の表面は，クリーニング装置１０６によって転写しきれなかったトナー等の付着物を除去され、繰り返し画像形成に使用される。
【００３３】
給紙カセット内に収容された記録紙Ｐは、給紙ローラ１１６により１枚ずつピックアップされ、中間転写ベルト１１５との接触部まで搬送される。中間転写ベルト１１５上のトナー像は、二次転写ローラ１１４と中間転写ベルト１１５とが形成する二次転写ニップ部で、給紙カセットから搬送されてきた記録紙Ｐに転写され、定着装置１０７で熱と圧力を加えられて定着される。画像が定着された記録紙Ｐは，排紙トレイ１１７上に排紙される。
【００３４】
以上が一般的な中間転写体方式を用いたタンデム型カラー電子写真方式の画像形成装置の構成と画像形成の工程である。
【００３５】
本発明では、上記の画像形成工程に、現像装置１０４内に設けたトナー帯電量測定装置１０８により、感光ドラム１０１に現像する前のトナー粒子の質量Ｍと電荷量Ｑとを測定する工程と、測定したトナー粒子の質量Ｍと電荷量Ｑとを用いて、露光装置１０３から照射されるレーザ光１００の光量の制御を行う工程を追加する。
【００３６】
《ＱＣＭセンサの構成の説明》
本発明のトナー帯電量測定装置１０８で用いるトナー粒子の帯電量（Ｑ／Ｍ）を測定するセンサの構成を，図２を用いて説明する。図２（ａ）、（ｂ）はセンサを２つの電極それぞれの方向から眺めたときの斜視図である。１２０はＱＣＭ水晶センサ、１２１はトナー吸着面電極、１２２はトナー非吸着面電極、１２３はトナー吸着面側の電極端子、１２４はトナー非吸着面側の電極端子、１２７は水晶片である。
【００３７】
図２（a）は、ＱＣＭ水晶センサ１２０のトナー吸着面電極１２１がある面の構成を示す図であり、図２（b）は、ＱＣＭ水晶センサ１２０のトナー非吸着面電極１２２がある面の構成を示す図である。
【００３８】
図２（ａ）において，水晶片１２７の片側の面上に形成されたトナー吸着面電極１２１と電極端子１２３とは、継ぎ目なく電気的につながっている。同様に，図２（ｂ）で示すように水晶片１２７のもう一方の面上に形成されたトナー非吸着面電極１２２と電極端子１２４とは、継ぎ目なく電気的につながっている。各電極端子１２３，１２４を通じて，トナー吸着面電極１２１とトナー非吸着面電極１２２は後述する回路図のように電気的に接続される。
【００３９】
吸着した物質の質量を測定することができるのは、電極が水晶片１２７の両面に対向して存在するトナー吸着面電極１２１の範囲に限定されており、対向した反対側の面に電極が存在しない電極端子１２３にトナー粒子が吸着しても、質量の測定はできない。これは、対向する電極間に電圧を印加すると厚みズリ振動が生じるが、対向する位置に電極が無ければ電圧が印加できないため厚みズリ振動が生じないためである。本実施例において、電極端子１２３は、電気的な外乱成分が入らないよう、表面を絶縁物質で被覆している。
【００４０】
一般的なＱＣＭセンサの質量測定原理等に関しては，特許第3725195号に詳細に記載されているので，概要のみを記載する。代表的な圧電結晶として知られる水晶は，水熱合成法により人工的に大量生産されており、その特性を利用した製品が種々の分野で利用されている。
【００４１】
例えば、本発明で用いているＱＣＭ水晶センサ１２０は，ＡＴカットの水晶の薄板に金等の電極を付けて交流電圧を印加すると、水晶の圧電逆効果によって結晶振動が励起されるという特性を利用した製品である。また、一般にＱＣＭセンサは、水晶振動子の電極表面に付着した物質の微少な質量変化を振動子の共振周波数の変化量によって検出する装置であり、真空蒸着装置等の膜厚検出モニターとして広く採用されている。そして、水晶振動子を用いたＱＣＭセンサの吸着物質量変化ΔＭと共振周波数変化Δｆの関係は，次の（式２）で示すSauerbreyの式で表されることが知られている。
【００４２】
【数３】
2018128552.tif 000005
【００４３】
ここで、ｆ0は振動子の基本共振周波数、ρは水晶の密度（2.649x103 kg/m3）、  μは水晶のせん断応力  ( 2.947×10 10 kg/ms2  )，Ａは水晶表面に設けた電極表面積（ｍ2）である。これからわかるように、ｆ0＝１０ＭＨｚの素子の場合、Δｆ＝１Ｈｚの変化に対応する質量変化は約５（ng/cm2）となり、周波数変化を正確に測定することによって極めて精度の高い質量変化が検出できる。
【００４４】
以上が，ＱＣＭセンサを用いて電極表面に付着した物質の質量を算出する一般的な方法である。実際に，基本の共振周波数が異なるなど2種類のタイプの異なるＱＣＭ（ＱＣＭ−Ａ，ＱＣＭ−Ｂ）を用いて，ＱＣＭ電極表面上にトナーを付着させた時に生じた共振周波数の変化と，電極表面に付着したトナーの数の関係を図３に示す。それぞれ，トナーの付着量を３段階変化させた場合であり，いずれの場合いもトナーの付着数すなわち付着したトナーの質量と，共振周波数の変化は比例関係にあることがわかる。
【００４５】
次に，図３の測定と同時に行ったもので，トナー付着個数と共振抵抗Ｒの変化量ΔＲの関係を図4に示す。ＱＣＭ−ＡとＱＣＭ−Ｂは図３に示すものと同じものであり，また，それぞれ３段階に振ったトナー付着個数は同じ数になっている。いずれも，若干のばらつきはあるものの図３のばらつき具合と大差ないものであり，これはトナーの付着個数を算出する際の誤差によるものと考えられる。
【００４６】
特許文献３では，ＱＣＭ電極に液滴が付着された前後の共振抵抗の変化量に基づいて液滴の粘度を求めるとあったが，本件発明者らは，ＱＣＭにトナーのような粉体を付着させた際には，図４に示すようにトナー付着個数すなわちトナー質量と共振抵抗Ｒの変化量ΔＲが比例関係にあることを見出した。つまり，粉体の場合には共振抵抗Ｒの変化量ΔＲを測定することで，液体の場合とは異なる物性値である質量を求めることができることが判明した。
【００４７】
以下，本実施例においては，ＱＣＭ水晶センサを用いて共振抵抗の変化ΔＲからトナーの質量Ｍを求めることのできる粉体質量測定装置，および，この粉体質量測定装置を用いてトナーのＱ／Ｍを測定し画像濃度の安定化を実現できた電子写真装置についてその具体例について説明する。
【００４８】
≪現像器内の構成の説明≫
図５は、本実施例における現像装置（図１の１０４（ＹＭＣＫ））の略図であり、各色とも同様の構成であるため、個別の説明は省略する。現像装置１０４は、感光ドラム１０１、現像剤１１０、現像スリーブ１１１、規制ブレード１１２、撹拌スクリュー１１８、トナー帯電量測定装置１０８、を有する。トナー帯電量測定装置１０８は主にＱＣＭ水晶センサ１２０からなる。
【００４９】
現像剤１１０は、主にトナー粒子１６１とキャリア１６２との２成分からなる。撹拌スクリュー１１８は、現像剤１１０のトナー粒子１６１とキャリア１６２との間で接触摩擦を生じさせ、トナー粒子１６１を帯電させながら、現像スリーブ１１１の付近まで搬送する。現像スリーブ１１１は、回動可能な非磁性の筒状の部材であり，磁力を有するマグネット１５２を内包する。現像スリーブ１１１の外周面で，マグネット１５２の磁力によりキャリア１６２を引き付け、回転することによりトナー粒子１６１も一緒に矢印Ａで示す回転方向へと搬送する。
【００５０】
規制ブレード１１２は、現像スリーブ１１１にて搬送される現像剤１１０の量を規制する規制部材である。現像スリーブ１１１に担持された現像剤１１０は、現像スリーブ１１１と規制ブレード１１２とが形成する僅少で一定な隙間を通過する際に、現像スリーブ１１１上に担持される単位面積当たりの量を規制される。また、同時に、トナー粒子１６１とキャリア１６２および規制ブレード１１２との接触摩擦が促進され、トナー粒子１６１の帯電量を大きくする作用もある。
【００５１】
トナー帯電量測定装置１０８は、図５で示すように規制ブレード１１２の下流側で，感光ドラム１０１へトナー粒子１６１を現像する位置の手前に配置される。また，計測中に測定値の変動が生じないようにするためトナー吸着面電極１２１が現像スリーブ１１１上の量を規制された現像剤１１０と接触しないよう、かつ，現像スリーブ１１１からトナー１６１の吸着を可能とするため現像スリーブ１１１と対向するように数ｍｍ程度の距離を開けて配置される。
【００５２】
≪トナーが帯電する時の帯電量の説明≫
図６は、現像装置内のトナー粒子１６１の帯電量（Ｑ／Ｍ）の変化を示す図である。横軸は時間を表し、縦軸はトナー粒子１６１の帯電量(Ｑ／Ｍ)を示している。実線が新たに補給された現像剤の場合で，破線は劣化がある程度進んだ現像剤の場合を示す。現像装置内に補給されたトナー粒子１６１は、撹拌スクリュー１１８の作用により帯電し、帯電速度を減少させながら、一定の値（Ｑ／Ｍ）Sまで帯電する。規制ブレード１１２を通過する際に、帯電がさらに促進され、トナー粒子１６１が感光ドラム１０１に移動するのに十分な電荷を保持する値（Ｑ／Ｍ）ｂまで帯電量が上昇する。
【００５３】
図６で明らかなように，感光ドラム１０１にトナーが現像されるときのトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）は，（Ｑ／Ｍ）ｂである。また，劣化が進んだ現像剤の場合では，破線で示すように同じように現像位置まで搬送されても，現像位置でのトナーの帯電量は小さくなってしまう。帯電量の異なるトナーを同じ条件で現像すると，現像されるトナー量に差が生じ，濃度変動・色味変動となってしまう。これを正確に補正するために，トナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）を測定するためのトナー帯電量測定装置１０８の最適な配置場所は，規制ブレード１１２通過後で現像位置までの間の現像スリーブに対向する位置であることが分かる。本実施例では，図５で示すように，規制ブレード１１２と現像位置の間で現像スリーブ１１１に対向する位置に配置している。
【００５４】
トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が変動する要因には，画像形成装置の設置環境における温度・湿度や，長期間の使用によるキャリアの経年劣化，トナー消費量，または，補給量の変化が挙げられる。さらに，使用しない状態で長時間放置された場合には装置内のトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）が低下するので，装置立ち上げ直後はトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）が比較的急激に変化する。
【００５５】
環境変動や，経年劣化のようにゆっくりと変化する場合もあるし，トナー消費や補給の影響や，装置立ち上げ直後のように，比較的短時間に変化する場合がある。短時間に変化する場合には，１ページ出力する最中に、帯電量（Ｑ／Ｍ）の変動が生じることがある。
【００５６】
変動が生じると、同じ現像条件で現像スリーブ１１１からトナー粒子１６１を感光ドラム１０１へ現像した場合，電荷量（Ｑ）は同じであったとしてもトナーの質量（Ｍ）に差が出てしまうため，出力画像の濃度・色味が変動してしまう。
【００５７】
例えば，帯電量（Ｑ／Ｍ）が小さいトナーを現像した場合には，一定面積内に同じ電荷量（Ｑ）だけ現像されたとすると，現像されたトナー質量（Ｍ）は大きい，すなわち，現像トナー量がより多くなる。したがって，出力画像の濃度が高くなってしまう。逆に，帯電量（Ｑ／Ｍ）が大きいトナーを現像した場合には，一定面積内に同じ電荷量（Ｑ）だけ現像されたとすると，現像されたトナー質量（Ｍ）は小さい，すなわち，現像トナー量がより少なくなる。したがって，出力画像の濃度が低くなってしまう。
【００５８】
このようにトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）の変動が生じたとしても，本実施例では，現像されるトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）そのものを正確に測定することで，トナーの現像時の条件を最適に調整し，所望のトナー量となるようにコントロールするものである。特に，比較的短時間にフィードバック可能な、感光ドラムに潜像形成する際のレーザ光のパルス幅を変調することでトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）に応じて現像トナー量を制御する。これにより，出力画像の濃度変動を少なくすることが可能になる。
【００５９】
≪Q/M計測の概要説明≫
次に，トナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）を計測する方法について説明する。まず図７のQ/M計測及び画像形成のための概要構成を示すブロック図を用いて計測および補正のための全体構成を説明する。説明を簡単にするため、図７は、単一の画像形成ステーション（感光ドラム101、帯電装置102、露光装置103、現像装置104、クリーナ装置106等を含む）のみを図示している。
【００６０】
図７の記号を説明する。101〜115については図1にて説明しているので省略する。1101はQ/M計測部、1102はＱ計測回路、1103はM計測回路、1104は電極用電源、1105はスイッチ回路、1106はQ/M算出部，1107はコントローラである。コントローラ1107は、1106で示すQ/M算出部、601で示すγＬＵＴを作成するＬＵＴ（Look Up Table）、602で示すγＬＵＴを補正するＬＵＴ補正部、603で示すレーザ駆動信号を作成し出力するレーザドライバ、604で示す書き換え可能なデータを保持するＲＡＭ、605で示す予め設定してあるデータを保持するＲＯＭ、606で示す計算を行うＣＰＵ，などで構成されている。画像形成装置には他にも不図示の機能があるが、本発明に係る機能のみ記載している。
【００６１】
次にトナーの帯電量Q/M計測の概要を，図８のQ/M計測概要フローチャートを用いて説明する。
【００６２】
●Ｓ１３０１（トナー吸着電位の充電）シーケンスの説明
本実施例では、帯電量測定装置108の電極にトナーを静電的に吸着するための電位（トナー吸着電位と呼ぶ）を電極用電源1104から直接給電するのではなく、一度Q計測回路1102に充電して吸着を行う。このシーケンスでは、Q計測回路1102にトナー吸着電位の充電を行っている。トナー吸着時に、電極用電源1104から直接給電しない理由は、吸着したトナーの電荷が電極用電源1104から逃げてしまうからである。
【００６３】
●Ｓ１３０２(トナー除去) シーケンスの説明
帯電量測定装置108の電極をクリーンにするため、残っているトナーの除去を行うシーケンスである。帯電量測定装置108の電極にトナーを除去するための電位（トナー除去電位と呼ぶ）を印加して、静電的に除去を行う。
【００６４】
●Ｓ１３０３（トナー吸着前の計測）シーケンスの説明
トナーを吸着する前の基準となる電荷量Ｑと質量Ｍの計測を行うシーケンスである。
【００６５】
●Ｓ１３０４（トナー吸着）シーケンスの説明
帯電量測定装置108の電極にトナーを吸着するシーケンスである。Q計測回路1102に充電したトナー吸着電位を用いて静電的にトナーの吸着を行う。
【００６６】
●Ｓ１３０５（トナー吸着後の計測）シーケンスの説明
トナー吸着後の電荷量Ｑと質量Ｍを計測するシーケンスである。吸着したトナーの電荷量Ｑと質量Ｍは、トナー吸着前の計測値と本シーケンスでの計測値の差から算出する。
【００６７】
●Ｓ１３０６（Q/Mの算出）シーケンスの説明
計測した電荷量Qと質量Mから帯電量Q/Mの算出を行うシーケンスである。
【００６８】
●Ｓ１３０７シーケンスの説明
計測を終了するか次の計測を行うかを判断し、次の計測を行う場合はＳ１３０１に戻る。
【００６９】
一回の測定でＱＣＭ水晶センサ１２０に吸着されるトナー量は，数μgから数十μgの極微小な量であり，画像形成に影響を及ぼすことはない。これらの処理を繰り返すことにより画像形成を行いながらトナーの帯電量Q/Mを連続して計測を行うことが可能である。
【００７０】
計測したトナーの帯電量Q/Mは、図７のLUT補正部602にてLUTの内容に対して補正処理を行い、LUT601の内容を書き換える。レーザドライバ603はLUT601の内容に従ってレーザの変調量を設定し、露光装置103にて感光ドラム101上に潜像を形成する。
【００７１】
≪Ｑ／Ｍ計測の詳細説明≫
次に、図８のＱ／Ｍ計測概要フローチャートの各シーケンス毎に詳細な説明を行う。ここでは、図９の回路図と図１０のタイミングチャートを参照しながら説明する。まず、図９の回路図の記号を説明する。101、108、111、121、122、127、1101〜1105は既に説明しているので省略する。1201はトナー吸着面電極121にQ計測回路1102を電気的に接続または切断するスイッチ（SW1と呼ぶ）。1202はトナー吸着面電極121にM計測回路1103を電気的に接続または切断するスイッチ（SW2と呼ぶ）。1203はトナー非吸着面電極122にM計測回路1103を電気的に接続または切断するスイッチ（SW3と呼ぶ）。
【００７２】
1204はトナー吸着面電極121に電極用電源1104の電極用電位生成部1236を電気的に接続または切断するスイッチ（SW4と呼ぶ）。1205はトナー非吸着面電極122に電極用電源1104のグランドを電気的に接続または切断するスイッチ（SW5と呼ぶ）。1211は電荷量Ｑを計測するためのQ計測用コンデンサ（C１と呼ぶ）で、トナー吸着電位の充電もこのコンデンサで行う。1212はトナー吸着面電極121と自励発振回路1233との間に挿入され，高周波な発振信号のみを伝達するカップリングコンデンサ（C2と呼ぶ）。
【００７３】
1213はトナー非吸着面電極122と電流検出回路1239との間に挿入され，高周波な発振信号のみを伝達するカップリングコンデンサ（C3と呼ぶ）。1221はトナー吸着面電極121に電極用電位生成部1236，トナー非吸着面電極122にグランドを接続した時に２つの電極が短絡しないための抵抗（Ｒ１と呼ぶ）。1231はQ計測用コンデンサ1211の電位を計測する電位計。1232は計測前のトナー吸着電位の計測値V0とトナー吸着後の計測値V1の差（V0- V1）から、電荷量Qを算出する電荷量算出部。1233はQCMセンサを発振するための自励発振回路で、本実施例ではコルピッツ水晶発振回路を用いているが，他の自励発振回路を使用しても構わない。
【００７４】
1234は発振回路の発振周波数を計測する周波数計測部。1235は計測前の発振周波数f0とトナー吸着後の発振周波数f1との差（f0−f1）から質量Mを算出する機能と，共振抵抗値の変化ΔＲから質量を算出する機能の両方を有する質量算出部。1236はトナー吸着電位や現像バイアス電位、トナー除去電位を出力する電極用電位生成部。1237は現像スリーブ111に現像バイアス電位を印加する現像スリーブ用電源。
【００７５】
この現像バイアス電位は基本的には直流（DC）であるが、現像スリーブ111と感光ドラム101との間でトナーを往復させると現像効率が向上するため、近年ではパルスや正弦波など様々な現像バイアス電位を印加している。本実施例ではパルスの一部が欠落したパルス（ブランクパルスと呼ぶ）で説明する。
【００７６】
1238は自励発振回路1233のための電源供給部で自励発振回路用電源。1239は自励発振回路とトナー非吸着面電極122の間を流れる電流を検出する電流検出回路。1240は電流検出回路1239で検出された電流値と，自励発信回路用電源の設定電圧値から算出される水晶の等価回路の共振抵抗値Rを算出するR算出部である。
【００７７】
図１０のタイミングチャートは、トナー吸着面電極121の電位901（実線）と、ブランクパルスが印加された現像スリーブ111の電位902（点線）と、Q計測回路1102のQ計測用コンデンサC1 1211の電極側の電位の波形903（一点鎖線）と、SW1〜SW5のON/OFFの状態を示している。Q計測用コンデンサC1 1211の電極側の電位の波形903は，Q計測用コンデンサC1の反対側は接地しているためコンデンサＣ１の電位そのものである。
【００７８】
現像バイアス電位は、+側の電位が+300(V)、−側の電位が-1200(V)、パルスが欠落しているブランク時の電位が-450(V)とするブランクパルスの例である。  尚、ブランクの期間は説明を簡素化するために1パルスとしている。また、各シーケンス中のパルス数も説明のために１または２パルスにしている。そして、タイミングチャートの下に示すS1301〜S1305は，図８で示す実施例１のQ/M計測概要フローチャートの各シーケンス番号に対応している。
【００７９】
これから図８のQ/M計測概要フローチャートの各シーケンス毎に図９の回路図と図１０のタイミングチャートを参照しながらQ/M計測の詳細を説明する。
【００８０】
●図８のトナー吸着電位の充電シーケンスS1301の説明
図８のトナー吸着電位の充電シーケンスS1301の詳細フローを説明したのが図１１のトナー付着電位の充電フローチャートである。
【００８１】
S1311（電極用電源、トナー吸着電位出力）シーケンスの説明
Q計測用コンデンサC1にトナー吸着電位を充電するためのトナー吸着電位+150(V)を電極用電源1104から出力する。
【００８２】
S1312（SW1、SW4、SW5をON）シーケンスの説明
SW1とSW4をONにすると電極用電源1104とQ計測用コンデンサC1が接続されてQ計測用コンデンサC1にトナー吸着電位の充電が開始される。ここで、Q計測用コンデンサC1に-200(V)の電位が残っているものとする。トナー吸着面電極121はSW1を通してQ計測用コンデンサC1と接続されるため、電気的な抵抗はほとんど無い。しかし、電極用電源1104とはSW4と抵抗Ｒ１を通して接続されるため、電気的な抵抗は抵抗Ｒ１となる。この時、SW5もONにして、トナー非吸着面電極122は接地する。時刻t1ではトナー吸着面電極電位は，電気的な抵抗のないQ計測用コンデンサC1の-200(V)になる。
【００８３】
S1313（待機1）シーケンスの説明
図１０のt1〜t6の様に、Q計測用コンデンサC1に残っている電位-200(V)は、電極用電源1104から出力される+150(V)のトナー吸着電位が抵抗Ｒ１、ＳＷ４、ＳＷ１の順に通って供給されるため、トナー吸着電位+150(V)に充電される。この充電期間はQ計測用コンデンサC1に残っている電位とQ計測用コンデンサC1と抵抗R1の時定数により決まる。
【００８４】
この時、トナー吸着面電極121にもトナー吸着電位+150(V)が印加される。時刻t2〜t3およびt4〜t5では、現像スリーブ111の電位-1200（V）に対してトナー吸着面電極121の電位+150(V)は+1350(V)高いため、トナー吸着面電極121にトナーが吸着する。但し、次のシーケンスでトナーを除去するため、ここでトナーが吸着しても問題無い。また、充電中に吸着したトナーの電荷は、接続した電極用電源1104を通して放電される。Q計測用コンデンサC1にトナー吸着電位が充電されるまで待機する。待機方法としては、あらかじめ決められた時間だけ待機する方法や電位を計測する方法を用いる。
【００８５】
S1314（SW1、SW４、SW5をOFF）シーケンスの説明
Q計測用コンデンサC1へのトナー吸着電位の充電が完了したら、ONになっているSW1，SW4,SW5をOFFにして電気的な接続を切断することにより、Q計測用コンデンサC1に充電されたトナー吸着電位+150(V)を保持する。以上で、トナー吸着電位の充電シーケンスS1301が完了する。
【００８６】
●図８のトナー除去シーケンスS1302の説明
充電が完了したので、計測する電極に残っているトナーの除去を行う。図８のトナー除去シーケンスS1302の詳細フローを説明したのが図１２のトナー除去フローチャートである。
【００８７】
S1321（電極用電源、トナー除去電位出力）シーケンスの説明
トナー吸着面電極121に付着しているトナーを除去するためのトナー除去電位-1050(V)を電極用電源1104から出力する。
【００８８】
S1322（SW4，SW5をON）シーケンスの説明
電極用電源1104からトナー除去電位を出力した後，SW4，SW5をONにすると電極用電源1104とトナー吸着面電極121が接続され，トナー除去電位-1050(V)が供給される。また，トナー非吸着面電極122は接地される。これにより，トナー吸着面電極121にトナー除去電位-1050(V)が印加されて，トナー吸着面電極121に付着したトナーの除去が開始される。
【００８９】
S1323（待機２）シーケンスの説明
図１０の時刻t7〜t8およびt9〜t10では、実線で示すトナー吸着面電極121の電位-1050(V)に対して点線で示す現像スリーブ111の電位は+300（V）であるため1350(V)高い。よって、トナー吸着面電極121に吸着しているトナーが電位の高い現像スリーブ111に戻ることでトナーの除去が行われる。このようにして電極上のトナーが全て除去されるまで待機する。待機方法は、あらかじめ決められた時間だけ待機する。
【００９０】
S1324（SW4，SW5をOFF）シーケンスの説明
電極上のトナーの除去が完了したら、ONになっているSW4，SW5をOFFにすることによりトナーの除去が完了する。尚、本シーケンスではＱ計測用回路1102とトナー吸着面電極121との間のSW1が常にOFFであるため、１点鎖線で示すようにトナー吸着電位+150(V)は保持し続ける。
【００９１】
●図８の計測前のＱとＭの計測シーケンスS1303の説明
図８の計測前のＱとＭの計測シーケンスS1303の詳細フローを説明したのが図１３のＱとＭの計測フローチャートである。ここではトナー吸着前に、基準となる電荷量Ｑと質量Ｍに対応することになる共振抵抗値Ｒの計測を行なう。
【００９２】
S1331（電極用電源、現像バイアス出力）シーケンスの説明
基準値の計測中にトナー吸着面電極121へトナーが吸着しない様にするために、現像バイアス電位を印加して、トナー吸着面電極121を現像スリーブ111と同電位にする。
【００９３】
本シーケンスでは電極用電源1104から現像スリーブ111に印加している現像バイアス電位と同じブランクパルスの現像バイアス電位を出力する。尚、出力する現像バイアス電位はトナーが現像スリーブ111から電極に吸着しない範囲で電位差が有っても良い。図１０では現像スリーブ111に印加しているブランクパルスより20(V)高い+側の電位が+320(V)、-側の電位が-1180(V)、ブランク時の電位が-430(V)のブランクパルスの電位の例を示している。
【００９４】
S1332（SW4、SW5をON）シーケンスの説明
SW4とSW5をONにしてトナー吸着用電極122に電極用電位生成部1236を接続し，トナー非吸着用電極122を接地する。これにより，前述したようにトナー吸着面電極電位が図１０のタイミングチャートの実線で示すようにブランクパルスの現像バイアス電位より20V高い電位の波形になる。
【００９５】
S1333（現像スリーブ電位：-1200→-450V）シーケンスの説明
このシーケンスでは，ブランクパルスの現像バイアス電位が，-1200Vから-450Vに変化するタイミングとなるまで待機する。
【００９６】
S1334（SW4、SW5をOFF）シーケンスの説明
ブランクパルスの現像バイアス電位が，-1200Vから-450Vに変化した直後に，SW4とSW5をOFFにする。その後，トナー吸着用電極121，トナー非吸着用電極122ともそれまでの電位が保持され，トナー吸着用電極122の電位は図１０のタイミングチャートの実線で示すように-430Vを維持する。
【００９７】
S1335（SW2、SW3をON）シーケンスの説明
SW2とSW3をONにしてトナー吸着用電極122にカップリングコンデンサC2を介して自励発振回路1233を接続し，トナー非吸着用電極122にカップリングコンデンサC3を介して電流検出回路1239を接続する。
【００９８】
S1336（電荷計測：C1の電位計測）シーケンスの説明
このシーケンスでは電荷Ｑの基準値の計測を行う。時刻t12〜t13の間の0.30msの時間の中で、Ｑ計測用コンデンサC1に充電されている１点鎖線のトナー吸着電位+150(V)を電位計1231にて計測する。この期間に行う理由は、ブランクパルスの電位変化時に放射される電磁波の影響を避けるためである。計測した電位V0はトナー吸着前電位V0として電荷量算出部1232に記録される。尚、Q計測回路1102はSW1がOFFであるため他の回路とは独立している。計測時間を短縮するために。ここでの計測は次のステップと並行して行う方が好ましい。
【００９９】
S1337（共振抵抗Ｒの計測：電流値の計測）シーケンスの説明
時刻t12〜t13の間の0.30msの時間の中で，電流検出回路1239に接続されたR算出部1240でＱＣＭ水晶センサ１２０の共振抵抗値R0を計測し記憶する。自励発振回路1233は自励発振回路用電源1238から供給される電力によって，ＱＣＭ水晶センサ１２０を共振周波数で自励発振する。このとき図１０のタイミングチャートで，トナー吸着面電極電位902は実線で示すように共振周波数で変動する。電流検出回路1239は自励発振回路により共振周波数で振動するＱＣＭ水晶センサ１２０を流れる電流値を検出し，自励発振回路用電源1238から印加される電圧を元に，R算出部1240によって共振抵抗R0が算出される。
【０１００】
S1338（0.3ms経過）シーケンスの説明
時刻t12〜t13の間でS1336の電荷計測とS1337の共振抵抗値Rの計測はいずれも完了するが，測定開始から測定のために時間も含めて0.3ms間は待機する。なお，S1136の電荷計測と共振抵抗値Rの計測は，時間内であれば複数階行って平均化してもよい。これにより，計測誤差が低減でき，計測値の精度が向上するメリットが生じる。
【０１０１】
S1339（SW2、SW3をOFF）シーケンスの説明
トナー吸着前のQとRの計測が開始して0.30ｍｓ経過した後，ONになっているSW2、SW3をOFFにしてＱＣＭ水晶センサ１２０と自励発振回路1233および電流検出回路1239とを切り離し，ＱＣＭ水晶センサ１２０の共振を停止する。
【０１０２】
S1340（SW4、SW5をON）シーケンスの説明
次いで，ＱＣＭ水晶センサ１２０の共振を停止したら、OFFになっているSW4、SW5をONにして，再び，トナー吸着面電極121と電極用電位生成部1236を接続して現像バイアス電位を印加し，トナー非吸着面電極122を接地することで，トナー吸着面電極121を現像スリーブ111より20Vだけ高い電位にして，トナーの吸着が生じないようにする。
【０１０３】
S1341（待機３）シーケンスの説明
次のトナー吸着動作に入るまで，待機する。待機方法は、あらかじめ決められた時間だけ待機するが，極短時間でもかまわない。
【０１０４】
S1342（SW4、SW5をOFF）シーケンスの説明
最後にSW4,SW5をOFFにして，トナー吸着前の基準値の計測を終了する。
【０１０５】
●図８のトナー吸着シーケンスS1304の説明
ＱとＭを算出するために必要なトナー吸着前の基準値V0、Ｒ0の計測が完了したので、トナーを吸着させてＱとＭの計測が可能となる。このシーケンスではトナーの吸着を行う。図８のトナー吸着シーケンスS1304の詳細フローを説明したのが図１４のトナー吸着フローチャートである。
【０１０６】
S1351（SW1、SW5をON）シーケンスの説明
トナー吸着面電極121はＱ計測用コンデンサＣ1に充電されたトナー吸着電位によりトナー吸着を行う。SW1をONにすることによりトナー吸着面電極121とＱ計測用コンデンサＣ１が接続され、Ｑ計測用コンデンサＣ１に充電されたトナー吸着電位+150(V)がトナー吸着面電極121に印加され、トナーの吸着が開始される。この時、同時にSW5もONにすることでトナー非吸着面電極122は接地する。
【０１０７】
S1352（待機４）シーケンスの説明
時刻t14〜t15では、現像スリーブ111の電位-450(V)に対してトナー吸着面電極121の電位+150(V)は600(V)高いため、電荷量が多いトナーの一部が吸着する。実線901で示すように吸着したトナーの負の電荷により充電され，トナー吸着面電極電位は負の方向に変化する。図１０では時刻t15においてトナー吸着面電極121の電位は+100(V)になる。
【０１０８】
時刻t15〜t16では、現像スリーブ111の電位+300(V)の方がトナー吸着面電極121の電位+100(V)より200(V)高いため、トナーの吸着は行われず電位は+100(V)のままである。時刻t16〜t17では、現像スリーブ111の電位-1200(V)に対してトナー吸着面電極121の電位+100(V)は1300(V)高いため、トナーが吸着する。実線で示すように吸着したトナーの負の電荷により時刻t17においてトナー吸着面電極121の電位は-50(V)になる。
【０１０９】
時刻t17〜t18では、現像スリーブ111の電位+300(V)の方がトナー吸着面電極121の電位-50(V)より350(V)高いため、トナーの吸着は行われない。時刻t18〜t19では、現像スリーブ111の電位-1200(V)の方がトナー吸着面電極121の電位-50(V)より1150(V)高いため、トナーが吸着する。実線901で示すように吸着したトナーの負の電荷により時刻t19においてトナー吸着面電極121の電位は-200(V)になる。時刻t19〜t20では、現像スリーブ111の電位-450(V)に対してトナー吸着面電極121の電位-200(V)は200(V)高いため微量のトナーが吸着する
トナー吸着面電極121にトナーが付着するまで待機する方法は、あらかじめ決められた時間だけ待機する。他の方法でも良い。この間、トナー吸着面電極121に吸着したトナーの電荷によりＱ計測用コンデンサＣ1の電位が変化する。この電位の変化量が吸着したトナーの電荷量Ｑに対応する。
【０１１０】
S1353（SW1、SW5をOFF）シーケンスの説明
トナー吸着面電極121にトナーの吸着が完了したらONになっているSW1とSW5をOFFにしてトナーの吸着を停止する。この時、Ｑ計測用コンデンサＣ1はトナー吸着面電極121から切り離されるためトナー吸着により変化した電位は保持される。
【０１１１】
●図８のＱとＭの計測シーケンスS1305の説明
トナーの吸着が完了したので、このなかではトナー吸着後のＱ計測用コンデンサＣ１の電位V1とトナー帯電量測定装置108を流れる電流値の計測が行われ、トナー吸着前電位V0とトナー吸着前の共振抵抗値Ｒ0との差から電荷量Ｑと質量Ｍの算出を行う。ＱとＭの計測シーケンスは，図８の『トナー吸着前計測』のシーケンスS1303の説明である図１３の説明と同じであるので省略する。現像バイアス電位はブランクパルスであるため、電荷量計測のための電位計測と共振抵抗値計測のための電流値計測は時刻ｔ21〜ｔ22の間に行う
トナー吸着後に計測したＱ計測用コンデンサC1の電位をV1、計測した共振抵抗値をＲ1とし，それぞれ，電荷量算出部1232，Ｒ算出部1240に記憶される。
【０１１２】
・電荷量Ｑの算出
電荷量算出部1232では、記録されているトナー吸着前電位V0とトナー吸着後計測した電位V1から電荷量Ｑの算出を行う。トナー吸着前電位V0、トナー吸着後計測した電位V1、Ｑ計測用コンデンサＣ１の容量値Cを用いると、電荷量Ｑは次の式４で算出できる
Q＝C×（V0−V1）  ・・・（式４）
・質量Mの算出
質量算出部1235では記憶されたトナー吸着前の共振抵抗値Ｒ0とトナー吸着後の共振抵抗値Ｒ1から質量Mの算出を行う。
【０１１３】
図３，４の説明で記述したように，トナーの個数と共振周波数の変化Δｆと，トナーの個数と共振抵抗の変化ΔＲは，それぞれ比例関係にあるので，図１５に示すように共振抵抗の変化ΔＲと共振周波数の変化Δｆも比例関係にある。すなわち，共振抵抗値の変化ΔＲがわかれば，ＱＣＭ水晶センサ１２０のタイプ（共振周波数，電極面積）に応じて共振周波数の変化Δｆが決定され，Δｆに応じて，ＱＣＭ水晶センサ１２０に付着したトナーの質量Ｍが算出される。したがって，
M=Ｋ×ΔR  ＝  Ｋ×（Ｒ1―Ｒ0）（Ｋ：比例係数）  ・・・・・・・（式１）
の関係が成り立ち，比例係数Ｋは共振抵抗値の変化ΔＲと共振周波数の変化Δｆの関係と，ＱＣＭ水晶センサ１２０のタイプ（基本共振周波数，電極面積）から決定されることになる。
【０１１４】
共振抵抗値の変化ΔＲと共振周波数の変化Δｆの関係は，装置の使用状況に応じて変化する可能性がある。具体的には，実際に画像形成するトナーの劣化状態であったり，ＱＣＭ水晶センサ１２０のトナー付着面電極１２１の表面の汚れ具合などによって変化する可能性がある。これを避けるために，本実施例では装置に組み込んだ状態で，共振周波数の変化Δｆと共振抵抗値の変化ΔＲの関係を求めることを行う。
【０１１５】
装置に組み込んだ状態で，共振周波数の変化Δｆと共振抵抗値の変化ΔＲの関係すなわち式１の比例係数Kを求める方法に関しては，後ほど説明する。 
【０１１６】
●図８のQ/Mの算出シーケンスS1306の説明
Q計測回路1102で計測した電荷量Qと、M計測回路1103で計測した質量Mは、回路図７のQ/M算出部1106に送られて帯電量Q/Mの算出を行う。この算出は図１０のタイミングチャートで示すｔ22以降の電荷量Qと質量Mの算出が終わった直後に開始される。
【０１１７】
本発明ではトナー吸着面電極121に吸着したトナーで電荷量Qと質量Mの計測を行っているため、帯電量Q/Mの算出は次の式５で算出できる。
【０１１８】
Q/M＝(計測したQ) / (計測したM)  ・・・（式５）
以上の様なシーケンスを用いて，ＱＣＭ水晶センサ１２０に吸着されたトナーの質量Ｍと電荷量Ｑを正確に計測可能で，これらからＱＣＭ水晶センサ１２０に吸着されたトナー，すなわち，現像に用いられるトナーの帯電量Q/Mの短時間で正確な測定が行われる。
【０１１９】
また，図１０で示すように一回の計測に有する時間はｔ23で示すように3.5msであり，一枚当たりにかかる印字時間０．数秒〜数秒より，十分に速い時間であり，印字しながらの計測を複数回行うことも十分に可能である。
【０１２０】
≪共振周波数の変化Δｆと共振抵抗値の変化ΔＲの関係を装置内で計測する方法の説明≫
図１６に共振抵抗値の変化ΔRと共振周波数の変化Δｆの関係を求めるための概略フローチャート，図１７にその時のタイミングチャートを示す。また，各概略動作の詳細説明を，図１８〜１９に示す。この動作は，通常の画像形成時以外に行うものであって，感光ドラムへのトナーの現像動作とは無関係な動作を行うことができる。具体的には，図１７のタイミングチャートに示すように，現像スリーブ電位902はトナー除去時とトナー吸着時にはパルス波形を伴うものの，共振抵抗Rと共振周波数ｆの測定時には，すべてブランクパルスとし，現像バイアスを変化させないように動作させる。
【０１２１】
これにより，１回の測定に20ms程度かかってしまう共振周波数の計測を行う場合でも，現像スリーブ電位がパルス状に変化することはないので確実に計測が可能である。
【０１２２】
●Ｓ１３６１(トナー除去) シーケンスの説明
図１２のトナー除去フローチャートと同じ動作であるので，説明は省略する。 
【０１２３】
●Ｓ１３６２（計測前のRとｆの測定）シーケンスの説明
トナーを吸着する前の基準となる共振抵抗値Ｒと共振周波数ｆの計測を行うシーケンスである。詳細は図１８により説明する。
【０１２４】
S1371（電極用電源，現像バイアス電位出力）シーケンスの説明
基準値の計測中にトナー吸着面電極121へトナーが吸着しない様にするために、現像バイアス電位を印加して、トナー吸着面電極121を現像スリーブ111と同電位にする。本シーケンスでは電極用電源1104から現像スリーブ111に印加している現像バイアス電位と同じブランクパルスの現像バイアス電位を出力する。尚、出力する現像バイアス電位はトナーが現像スリーブ111から電極に吸着しない範囲で電位差があっても良い。図１７では現像スリーブ111に印加している一定電位より20(V)高い電位の-430(V)の電位を出力することの例を示している。
【０１２５】
S1372（SW4、SW5をON）シーケンスの説明
SW4とSW5をONにしてトナー吸着用電極122に電極用電位生成部1236を接続し，トナー非吸着用電極122を接地する。これにより，前述したようにトナー吸着面電極電位が図１７のタイミングチャートの実線で示すように現像バイアス電位より20V高い電位になる。
【０１２６】
S1373（0.13ms経過）シーケンスの説明
トナー吸着面電極121の電位が安定するまでの時間として，0.13ｍｓ経過するのを待つ。 
【０１２７】
S1374（SW4、SW5をOFF）シーケンスの説明
電極用電源からトナー吸着用電極121一定電位（-430V）が与えられて0.13ms経過した後に，SW4とSW5をOFFにする。その後は，トナー吸着用電極121，トナー非吸着用電極122ともそれまでの電位が保持され，トナー吸着用電極122の電位は図１０のタイミングチャートの実線で示すように-430Vを維持する。
【０１２８】
S1375（SW2、SW3をON）シーケンスの説明
SW2とSW3をONにしてトナー吸着用電極122にカップリングコンデンサC2を介して自励発振回路1233を接続し，トナー非吸着用電極122にカップリングコンデンサC3を介して電流検出回路1239を接続する。自励発振回路1233は自励発振回路用電源1238から供給される電力によって，ＱＣＭ水晶センサ１２０を共振周波数で自励発振する。このとき図１７のタイミングチャートで，トナー吸着面電極電位902は実線で示すように共振周波数（本実施例では２MHｚ程度）で変動する。変動幅は数十ｍV〜数百ｍV程度である。
【０１２９】
S1376（共振抵抗Ｒの計測：電流値の計測）シーケンスの説明
電流検出回路1239に接続されたR算出部1240でＱＣＭ水晶センサ１２０の共振抵抗R0を計測し記憶する。電流検出回路1239は自励発振回路により共振周波数で振動するＱＣＭ水晶センサ１２０を流れる電流値を検出し，自励発振回路用電源1238から印加される電圧を元に，R算出部1240によって共振抵抗R0は算出される。
【０１３０】
S1377（付着質量Mの計測：共振周波数ｆの計測）シーケンスの説明
自励発振回路1233には，周波数計測部1234が接続されており，これによりＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数を計測し，周波数計測部1234に計測した共振周波数ｆ0の値を記憶する。本実施例では，基本共振周波数が２MHｚのＱＣＭ水晶センサを用いており，１００MHｚのクロックで動作する回路を用いており，１Hzの桁まで正確な測定を行うためには，一回の測定に最低でも２０ｍｓの時間を要する。
【０１３１】
S1378（48.8ms経過）シーケンスの説明
S1376の共振抵抗値R0の計測はμｓオーダで完了するが，S1377の共振周波数ｆ0の計測は２０msはかかるため，その計測が完了するまで待機する。本実施例では48.8ms経過するまで共振周波数の計測を行うようにするため，2回測定しその平均値を周波数計測部1234に記憶する。共振抵抗値Rの計測も，時間内であれば複数回行って平均化してもよい。
【０１３２】
S1379（SW2、SW3をOFF）シーケンスの説明
共振抵抗値R0と共振周波数ｆ0の計測が完了した後，ONになっているSW2、SW3をOFFにしてＱＣＭ水晶センサ１２０と自励発振回路1233および電流検出回路1239とを切り離し，ＱＣＭ水晶センサ１２０の共振を停止する。共振停止後のトナー吸着面121の電位は-430Vとなる。これで，トナー吸着前の基準値の計測を終了する。
【０１３３】
●Ｓ１３６３（トナー吸着）シーケンスの説明      
図８のＳ１３０４（トナー吸着）シーケンスと異なり，電極用電源1104とＱＣＭ水晶センサ１２０を接続し，トナーを吸着する電位を与えることで，トナーの吸着を行う。 詳細を図１９のトナー吸着フローチャートを用いて説明する。
【０１３４】
S1381（電極用電源、トナー吸着電位出力）シーケンスの説明
トナー吸着面電極121に現像スリーブ111からトナーを付着させるためのトナー吸着電位+150(V)を電極用電源1104から出力する。
【０１３５】
S1382（SW4，SW5をON）シーケンスの説明
電極用電源1104からトナー吸着電位を出力した後，SW4，SW5をONにすると電極用電位生成部1236とトナー吸着面電極121が接続され，トナー吸着電位+150(V)が供給される。また，トナー非吸着面電極122は接地される。これにより，トナー吸着面電極121にトナー吸着電位+150(V)が印加されて，トナー吸着面電極121にトナーの付着が開始される。
【０１３６】
S1383（待機５）シーケンスの説明
図１７のタイミングチャートで時刻t9〜t10およびt14〜t15では、実線で示すトナー吸着面電極121の電位+150(V)に対して点線で示す現像スリーブ111の電位は-450（V）であるため600(V)低い。よって，現像スリーブ111上の多くのトナーはトナー吸着面電極121に吸着される。
【０１３７】
時刻t10〜t11およびt12〜t13では、実線で示すトナー吸着面電極121の電位+150(V)に対して点線で示す現像スリーブ111の電位は+300（V）であるため150(V)高い。よって，トナー吸着面電極121上の極端に電荷量の高いごく一部のトナーは現像スリーブ111上に戻されるが，ほとんどのトナー吸着面電極121に吸着されているトナーは，移動しないままでいる。
【０１３８】
時刻t11〜t12およびt13〜t14では、実線で示すトナー吸着面電極121の電位+150(V)に対して点線で示す現像スリーブ111の電位は-1200（V）であるため1350(V)低い。よって，現像スリーブ111上のトナーはトナー吸着面電極121に確実に吸着される
このようにして現像スリーブ111からトナー吸着面電極121上にトナーが吸着されるまで待機するが，待機方法はあらかじめ決められた時間だけ待機し，本実施例では，時刻t9から時刻t15までの間の0.5ｍｓ弱の時間だけ待機する。
【０１３９】
S1384（SW4，SW5をOFF）シーケンスの説明
待機５の待機時間が経過し，トナー吸着面電極121上にトナーの吸着が行われたら，ONになっているSW4，SW5をOFFにすることによりトナーの吸着が完了する。
【０１４０】
●Ｓ１３６４（Rとｆ計測）シーケンスの説明
トナー吸着後の共振抵抗値Ｒと共振周波数ｆを計測するシーケンスである。この動作は，図１８で説明したS1362（計測前のRとｆの測定）シーケンスと同じであり，トナーを付着させた後の共振抵抗値Rと共振周波数ｆの値を，それぞれR算出部1240，周波数計測部1234に記憶させる。
【０１４１】
●Ｓ１３６５シーケンスの説明
トナーの吸着と計測を３回行ったかどうかを判断し，３回に達していない場合にはＳ１３６４のトナー吸着に戻る。
【０１４２】
●Ｓ１３６６（ΔＲとΔｆの関係の算出）シーケンスの説明
吸着前の計測と，３回のトナーの吸着と計測を繰り返したあと，R算出部1240にはトナー吸着前の共振抵抗値R0，トナーを１回吸着後の共振抵抗値R1，トナーを２回吸着後の共振抵抗値R2，トナーを３回吸着後の共振抵抗値R3が記憶されている。また，周波数計測部1234には，同様にトナー吸着前の共振周波数ｆ0，トナーを１回吸着後の共振周波数f1，トナーを２回吸着後の共振周波数f2，トナーを３回吸着後の共振周波数f3が記憶されている。それぞれトナー吸着前の値からの変化量として，１回吸着後（ΔR1，Δf1），２回吸着後（ΔR２，Δf２），３回吸着後（ΔR３，Δf４）が算出される。これらの３点は図１５に示すように原点を通る一直線上にプロットされるので，この直線よりΔRとΔｆの関係式が求められる。これによって，さらに式１の共振抵抗値の変化ΔＲとトナー質量の関係式の比例定数Ｋが算出される。
【０１４３】
以上のように比例定数Kが求まったことにより，前述したように共振抵抗値の変化ΔRから，（式１）を用いることでトナー付着電極121に付着したトナーの質量Ｍを求めることが可能となり，Q/Mを求めることが可能となる。この比例定数Ｋを求めるための動作は，1日一回行ってもよいし，印字枚数が多い場合には一定枚数ごとに実施してもよい。短時間（数百ｍs）で終了するので，印字ジョブごとに行っても，大きな時間的ロスにはつながらない。
【０１４４】
≪Ｑ／Ｍ測定結果を用いて行う，画像濃度補正方法の説明≫
次に，本実施例によるＱ／Ｍの測定結果を用いた，画像濃度補正方法について説明する。
【０１４５】
図２０にトナー帯電量Ｑ／Ｍが大きくなり画像濃度が薄くなった場合に，レーザーパワーを大きくして画像濃度を調整する方法を説明する模式図を示す。その逆の場合で，図２１にトナー帯電量Ｑ／Ｍが小さくなり画像濃度が濃くなった場合に，レーザーパワーを小さくして画像濃度を調整する方法を説明する模式図を示す。 円で示すものがトナー一粒でありすべて同じ質量であるとする。また，円で示すトナーの中のマイナス（−）記号の数だけマイナスの電荷を有するのもとする。
【０１４６】
図２０（ａ）では通常の画像形成の状態を示している。縦軸が感光体表面電位を示しており，上側がマイナスで帯電装置によりマイナス帯電され，電位はＶｄ（Ｖdark）で示す値になっている。ここでは，Ｖｄ＝−６００Ｖとする。帯電した感光体表面に標準のパワーのレーザ光を照射すると，レーザ光が照射された部分のみ表面電位がＶｌ（Ｖlight）で示す値にまで低下する。
【０１４７】
ここでは，Ｖｌ＝−２００Ｖとする。現像バイアスを−４５０Ｖとすると，現像コントラストＶcont（Ｖcontrast）は，４５０−２００＝２５０（Ｖ）となり，この現像コントラストＶcont分の電位を，トナーの電荷で充填するようにトナーが現像される。図２０（ａ）では，６個のマイナス電荷をもつトナー１２粒により充填されていることを示している。すなわち，マイナス電荷が６×１２＝７２個で充填されている状態を示している。この例では，マイナス電荷１個で，２５０÷７２＝３．４７（Ｖ）に対応する。
【０１４８】
ここで，トナー一粒のＱ／Ｍが変化して，一粒当たり６個のマイナス電荷を有していたのが一粒当たり８個のマイナス電荷を有するようにトナーの帯電量Ｑ／Ｍのみが変動したとする。ただし，トナー一粒の質量は変化せず，すべてのトナーは同じ質量であることは変わらない。
【０１４９】
図２０（ｂ）で示すように，Ｖcontは変化しないので，同じ現像コントラストＶcont分の電位を，トナーの電荷で充填すると，一粒当たり８個のマイナス電荷を有するトナーの場合には，７２÷８＝９粒のトナーで充填できる。したがって，トナー３粒分画像濃度が薄くなる。
【０１５０】
この図２０（ｂ）で示す画像濃度変動を生じないようにするため，本実施例では現像されるトナーの帯電量Ｑ／Ｍを測定し，それを元にレーザーパワーを調整することで図２０（ｃ）で示すように画像濃度が変動しないようにしている。
【０１５１】
図２０（ｃ）では，図２０（ｂ）と同じ帯電量Ｑ／Ｍの場合に，レーザーパワーを上げることでマイナス電荷８個を持ったトナーに対し，濃度不足分の３粒分のマイナス電荷合計２４個のマイナス電荷で充填できる電位となるようにＶｌを変更し，Ｖｌ´＝−２００＋３．７×２４＝１１６．７２（Ｖ）となるようにレーザーパワーを変更する。これにより，トナーの総数は１２粒となり，図２０（ａ）で示すトナーの粒の数と等しくでき，画像濃度変動を抑えることができる。
【０１５２】
図２１では，トナー帯電量Ｑ／Ｍが小さくなった場合を示す。図２０の場合と同様な考え方により測定したトナーの帯電量Ｑ／Ｍを元にレーザーパワーを弱めることで図２１（ｂ）で示すトナー数を図２１（ｃ）で示すトナー数にまで減少させ，図２１（ａ）と同じ数にする。これにより，画像濃度変動が生じないようにしている。
【０１５３】
レーザパワーの調整方法については，トナーの帯電量Ｑ／Ｍに応じて調整する量をあらかじめテーブルとして持っておき，このテーブルに応じて変更する。
【０１５４】
以上説明したように，本実施例では、現像装置１０４内で，現像直前のトナーの帯電量Ｑ／Ｍを計測するために，現像スリーブ１１１に対向する位置に，ＱＣＭ水晶センサを配置して電極面上にトナーを付着させ，付着したトナーの質量と電荷量を測定してＱ／Ｍを算出する。トナーの質量を算出する方法として，共振時のＱＣＭ水晶センサの等価回路の抵抗値Ｒを測定することで，ＱＣＭ水晶センサに付着したトナーの質量を知ることができるようにしたものである。共振抵抗値Ｒの値の測定は，μｓオーダー以下の短時間で完了できる。
【０１５５】
一方で，従来の共振周波数を測定して，その変化から付着物質の質量を算出する方法では，数ＭＨｚの基本共振周波数に対し，数十から数百Ｈｚの周波数変化を少なくとも１Ｈｚ単位で測定する必要があるので，一回の測定に20ms程度の時間がかかるものであった。本発明により，現像性向上のためｍｓオーダーで電位を変化させるような現像器内であっても，現像バイアスの変化がない短時間で測定を完了することができるので，画像形成中であってもトナーのＱ／Ｍの測定が可能となる。これにより，画像形成中であってもトナー帯電量の変動に応じた画像形成条件を設定することができ，色安定性が大きく向上し、画像品質のよい画像を安定して印字することが可能となる。
【０１５６】
［実施例２］
共振抵抗値の変化ΔＲと共振周波数の変化Δｆの関係から（式１）の比例定数Ｋを求めることは，工場で製品本体を組み立てるときの，ＱＣＭ水晶センサを本体に組み込む前に専用の校正装置を用いて行ってもよい。
【０１５７】
専用の校正装置では，ＱＣＭ水晶センサ１２０に対し，トナーを付着させる量を3段階以上変化させ，初期値から各状態への共振抵抗値の変化ΔＲと共振周波数の変化Δｆを測定し，実施例1と同様に（式１）の比例定数Ｋを求め，この係数を装置本体に記憶させる。これにより，装置本体内では，共振抵抗値の変化ΔＲから付着トナー質量を算出可能となる。
【０１５８】
共振抵抗値の変化ΔＲと共振周波数の変化Δｆの関係が装置の使用時間に伴って変化しないか，または，変化してもＱ／Ｍの測定結果に及ぼす影響がごくわずかで無視できるような場合に有効である。
【０１５９】
こうすることによって，図９の回路図で示す質量計測回路1103内の周波数計測部1234を省くことが可能となる。
【０１６０】
［実施例３］
実施例１，２はSauerbreyの式を元にして付着物の質量を算出し，共振抵抗Ｒから質量Ｍを求めるための比例係数Ｋを求めているが，本実施例３では，実施例２において，専用の校正装置でＱＣＭ上に付着させた後，付着したトナーの個数を顕微鏡で数えることによって，トナーの大きさと密度から付着物全体の質量を算出し，共振抵抗Ｒから質量Ｍを算出するための比例定数Ｋを求めることも可能である。こうすることによって，専用の校正装置においても周波数の計測回路に相当する部分を省くことができるというメリットが生じる。
【符号の説明】
【０１６１】
100・・・レーザ光 
101・・・感光ドラム 
102・・・帯電装置 
103・・・露光装置 
104・・・現像装置 
105・・・転写装置 
106・・・クリーナ装置 
107・・・定着装置 
108・・・トナー帯電量測定装置 
110・・・現像剤 
111・・・現像スリーブ 
112・・・規制ブレード 
113・・・一次転写ローラ 
114・・・二次転写ローラ 
115・・・中間転写ベルト 
116・・・給紙ローラ 
117・・・排紙トレイ 
118・・・撹拌スクリュ 
120・・・ＱＣＭ水晶センサ 
121・・・トナー吸着面電極
122・・・トナー非吸着面電極
123・・・電極端子 
124・・・電極端子 
127・・・水晶片 
152・・・マグネット
161・・・トナー粒子 
162・・・キャリア 
601・・・LUT
602・・・LUT補正部
603・・・レーザドライバ
604・・・RAM
605・・・ROM
606・・・CPU
607・・・光学センサ 
901・・・トナー吸着面電極電位 
902・・・現像スリーブ電位 
903・・・Q計測用コンデンサC1の電極側電位 
1101・・・Q/M計測部 
1102・・・Q計測回路 
1103・・・M計測回路 
1104・・・電極用電源 
1105・・・スイッチ回路 
1106・・・Q/M算出部 
1107・・・コントローラ 
1201・・・スイッチ１（Q計測用コンデンサ） 
1202・・・スイッチ2（発振回路） 
1203・・・スイッチ3（発振回路） 
1204・・・スイッチ4（電極用電源） 
1205・・・スイッチ5（電極用電源） 
1211・・・Q計測用コンデンサ 
1212・・・カップリング用コンデンサ１ 
1213・・・カップリング用コンデンサ２ 
1221・・・抵抗1
1231・・・電圧計 
1232・・・電荷算出部 
1233・・・自励発振回路 
1234・・・周波数計測部 
1235・・・質量算出部 
1236・・・電極用電位生成部 
1237・・・現像スリーブ用電源
1238・・・自励発振回路用電源
1239・・・電流検出回路
1240・・・Ｒ算出部
P・・・記録紙 
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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