(57)【要約】 【課題】  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を得るためにトナー担持体上のトナーの帯電量を繰り返し正確に測定するための技術を提供する。【解決手段】  荷電粒子を吸着するための荷電粒子吸着部が表面に形成され、前記荷電粒子吸着部に吸着した荷電粒子の質量に応じて振動状態が変化する圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させる発振手段とを備えた荷電粒子質量測定装置において、前記圧電振動子の発振振幅を制御する発振振幅制御手段を有し、前記発振振幅制御手段は、前記荷電粒子吸着部に吸着した荷電粒子の物理量を測定する際に、前記圧電振動子の発振振幅を前記荷電粒子が前記荷電粒子吸着部上を移動しない大きさに制御し、前記荷電粒子を前記荷電粒子吸着部から除去する際に、前記圧電振動子の発振振幅を前記荷電粒子が前記荷電粒子吸着部上を移動する大きさに制御する。【選択図】図９
2018124083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子を吸着するための荷電粒子吸着部が表面に形成され
前記荷電粒子吸着部に吸着した荷電粒子の質量に応じて振動状態が変化する圧電振動子と
前記圧電振動子を発振させる発振手段と
を備えた荷電粒子質量測定装置であって
前記圧電振動子の発振振幅を制御する発振振幅制御手段を有し
前記発振振幅制御手段は、
前記荷電粒子吸着部に吸着した荷電粒子の物理量を測定する際に、前記圧電振動子の発振振幅を、前記荷電粒子が前記荷電粒子吸着部上を移動しない大きさに制御し
前記荷電粒子を前記荷電粒子吸着部から除去する際に、前記圧電振動子の発振振幅を、前記荷電粒子が前記荷電粒子吸着部上を移動する大きさに制御する
ことを特徴とする荷電粒子質量測定装置。
【請求項２】
画像形成に用いるトナー粒子の質量を測定する画像形成装置であって
トナー粒子を坦持するトナー粒子担持体と
前記トナー粒子を吸着するためのトナー粒子吸着部が表面に形成され、前記トナー粒子吸着部に吸着した前記トナー粒子の質量に応じて振動状態が変化する圧電振動子と
前記圧電振動子を発振させる発振手段と
前記圧電振動子の発振振幅を制御する発振振幅制御手段と
を備え、
前記発振振幅制御手段は、
前記荷電粒子吸着部に吸着した荷電粒子の物理量を測定する際に、前記圧電振動子の発振振幅を、前記荷電粒子が前記荷電粒子吸着部上を移動しない大きさに制御し
前記荷電粒子を前記荷電粒子吸着部から除去する際に、前記圧電振動子の発振振幅を、前記荷電粒子が前記荷電粒子吸着部上を移動する大きさに制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記発振手段は、
前記圧電振動子の共振周波数に応じて、
前記圧電振動子に対して印加する交流電圧の周波数を変化させる自励発振手段である
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー粒子担持体と前記トナー粒子付着部との間の電界を制御する電界制御手段
を備え、
前記電界制御手段は、
前記荷電粒子を前記荷電粒子吸着部から除去する際に、前記トナー粒子が前記トナー粒子吸着部から前記トナー粒子担持体に向かう方向に電界を形成すること
を特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー粒子担持体は断面が円形の回転体であり
前記トナー粒子担持体の回転中心軸と
前記トナー粒子吸着部の発振振動の振動方向と
は互いに平行となるよう前記トナー粒子吸着部を配置すること
を特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子質量測定装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体に静電的にトナーを付着させて画像形成を行う画像形成装置では、トナーの帯電量やトナーの現像量の変化が、色味や濃度変動に影響する。例えば、トナー帯電量は、文字や画像の印刷量、トナー補給量、環境等により時々刻々と変化するため、同一画像を連続印刷しても、画像形成の最初と最後とでは、色味や濃度が変わってしまう場合がある。そこで、同質の画像を安定して作像するためには、トナー帯電量やトナー現像量の変化、つまり帯電・現像特性を正確に把握することが重要となる。
【０００３】
画像品質の安定性を向上させるために、トナー帯電量やトナー現像量を画像形成装置内で測定し、制御パラメータを制御する方法が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１において、画像形成装置内でトナー帯電量を測定する技術が開示されている。特許文献１は、圧電振動子と電極からなるプローブに、トナーを担持する磁気ブラシローラからトナーを吸着させ、トナー吸着前後の圧電振動子の周波数の変化から吸着したトナーの質量を算出する。また、磁気ブラシローラから圧電振動子の電極に電荷を帯びたトナーが移動することによる、トナー吸着前後の磁気ブラシローラ上の電荷量の変化から吸着したトナーの電荷量を算出する。これらにより、画像形成に用いられるトナーの帯電量を把握することができる。
【０００５】
また、特許文献２において、画像形成装置内でトナー現像量を測定する技術が開示されている。特許文献２は、圧電振動子と振動板からなるセンサの振動板の表面に、現像剤を接触させて、現像ローラに担持された現像剤のトナーだけを吸着させる。振動板に吸着したトナーの質量は、圧電振動子によって振動する振動板の固有振動数の変化量から検知する。これにより、画像形成に用いられるトナーの現像量を把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５００６８９７号公報
【特許文献２】特登録４８００１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
画像形成装置の内部において、トナー吸着部材に吸着したトナーの量を繰り返し測定するには、これから測定するトナーをトナー吸着部材に吸着させる前に、過去の測定の際に吸着させたトナーを、トナー吸着部材から除去する必要がある。
【０００８】
特許文献１では、トナー吸着部材である電極と磁気ブラシローラとの間に電界を形成し、帯電しているトナーが電極から磁気ブラシローラへと向かう方向に力を与え、トナーを電極から除去している。この方法では、トナーと電極との間にはたらく吸着力により、トナーを磁気ブラシローラから電極へと吸着させる際に形成する電界強度よりもはるかに大きい電界を形成する必要がある。このため、放電が発生する可能性があり、トナーの劣化、および電極や圧電振動子、磁気ブラシローラの破損が生じるリスクがある。
【０００９】
特許文献２では、現像ローラに担持された現像剤にトナー吸着部材である振動板を接離させる手段を有し、振動板を現像ローラに担持された現像剤に接触させて、電界と前記現像剤の流れなどによってトナーを振動板から除去している。この方法では、現像剤との接触により振動板にトナーが押しつけられ、トナーが固着してしまい、トナーを振動板から除去できなくなることがある。また、現像剤に振動板を接離させる手段を加え、振動板および圧電振動子の動作する空間を確保する必要があり、構成の複雑化および画像形成装置の大型化を招く。また、現像剤との接触によりトナーの劣化、および振動板や圧電振動子の摩耗、あるいは破損が生じるリスクがある。
【００１０】
本発明は、以上の課題を鑑み、トナーを用いる画像形成装置において、常時、安定した出力画像を得るために、現像剤担持体に担持される現像剤中のトナーの量を繰り返し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】
【００１１】
荷電粒子を吸着するための荷電粒子吸着部が表面に形成され、前記荷電粒子吸着部に吸着した荷電粒子の質量に応じて振動状態が変化する圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させる発振手段とを備えた荷電粒子質量測定装置において、前記圧電振動子の発振振幅を制御する発振振幅制御手段を有し、前記発振振幅制御手段は、前記荷電粒子吸着部に吸着した荷電粒子の物理量を測定する際に、前記圧電振動子の発振振幅を前記荷電粒子が前記荷電粒子吸着部上を移動しない大きさに制御し、前記荷電粒子を前記荷電粒子吸着部から除去する際に、前記圧電振動子の発振振幅を前記荷電粒子が前記荷電粒子吸着部上を移動する大きさに制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成により、従来に比べ安定した出力画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例で用いる電子写真画像形成装置の構成図
【図２】実施例で用いるＱＣＭ水晶センサの構成図
【図３】実施例で用いる現像装置の構成図
【図４】実施例で用いるフローチャートの概要を示す図
【図５】実施例で用いるブロック図
【図６】実施例１で用いる回路図
【図７】実施例１で用いるタイミングチャート
【図８】実施例１で用いる詳細フローチャート
【図９】実施例１で用いるトナー除去工程におけるトナーの挙動を説明する模式図
【図１０】実施例２および３で用いる回路図
【図１１】実施例２で用いるタイミングチャート
【図１２】実施例２で用いる詳細フローチャート
【図１３】実施例３で用いるタイミングチャート
【図１４】実施例３で用いる詳細フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施例１＞
[装置構成]
図１は、本実施例に係る電子写真方式の画像形成装置の構成の概略を示す図である。４色タンデム型方式の画像形成装置であって、色毎に像担持体である感光ドラム１０１上にトナー像を形成し、中間転写ベルト１１５上に４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１０である。図１において、参照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。
【００１５】
画像形成装置１０は、感光体である感光ドラム１０１、帯電装置１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、転写装置１０５、クリーニング装置１０６、および定着装置１０７を備える。さらに画像形成装置１０は、トナー帯電量測定装置１０８、一次転写ローラ１１３、二次転写内ローラ１１４、中間転写ベルト１１５、給紙ローラ１１６、および排紙トレイ１１７、二次転写外ローラ１２８を備える。また、記録紙１６３が画像形成装置１０内に積載されている。
【００１６】
なお、感光ドラム１０１上にトナー画像を形成し、中間転写ベルト１１５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、以下の説明では色の表記は省略する。異なる図面においても、同一な動作をする部品については、同じ参照番号を付す。図１の画像形成装置１０は、トナー帯電量測定装置１０８を除いては標準的な構成である。
【００１７】
プリント開始の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の帯電量を増加させた後、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。中間転写ベルト１１５は、感光ドラム１０１と一次転写ローラ１１３とに挟まれ、一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。
【００１８】
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。その後、クリーニング装置１０６は、トナー像を転写した後の感光ドラム１０１の表面において転写しきれなかった残トナー等の付着物を除去する。そして、感光ドラム１０１は、繰り返し画像形成に使用される。
【００１９】
給紙カセット内に収容された記録紙１６３は、給紙ローラ１１６により１枚ずつ分離され、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、二次転写内ローラ１１４により押し下げられた転写ベルト１１５と、二次転写外ローラ１２８が接触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１６３に転写される。そして記録紙１６３に転写されたトナー像は、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１６３は、排紙トレイ１１７上に排紙され、画像出力が完了する。
【００２０】
以上で説明した画像出力プロセスに、トナー帯電量測定装置１０８により現像スリーブ１１１に担持された現像剤中のトナーの帯電量を測定し、測定した帯電量に基づいて画像形成装置１０の動作制御を行うプロセスを追加し、出力画像の色味変動を低減する。
【００２１】
［トナー帯電量測定工程］
（ＱＣＭ水晶センサの構成）
本実施例では、図１で示したトナー帯電量測定装置１０８の構成要素であるトナーの帯電量を測定するセンサとして、ＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）水晶センサを用いる。ＱＣＭ水晶センサは、水晶の薄板の両面に電極を形成し、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特性を利用し、電極表面に吸着した物質の質量変化を、水晶の発振周波数の変化から算出するセンサである。
【００２２】
一般に、ＱＣＭ水晶センサの電極に吸着した物質の質量変化ΔＭと、ＱＣＭ水晶センサの共振周波数変化Δｆとの関係は次の式１に示すＳａｕｅｒｂｒｅｙの式で表されることが知られている。
【００２３】
【数１】
2018124083.tif 000003
【００２４】
ここで、ｆ０は電極に物質が付着していないときの水晶の共振周波数、ρは水晶の密度（２．６４９×１０３ｋｇ／ｍ３）、μは水晶のせん断応力（２．９４７×１０１０  ｋｇ  ｍｓ）、Ｓは有効振動面積である。
【００２５】
上記式１により、ｆ０＝１０ＭＨｚの振動子を用いた場合、△ｆ＝１Ｈｚの変化に対応する質量変化は約５（ｎｇ／ｃｍ２）であることから、ＱＣＭ水晶センサは共振周波数変化Δｆを正確に測定すれば、極めて微小な質量の変化を検出できるセンサである。
【００２６】
本実施例で用いるＱＣＭ水晶センサの構成を、図２を用いて説明する。ＱＣＭ水晶センサ１２０は、トナー吸着面電極１２１、トナー非吸着面電極１２２、トナー吸着面側の電極端子１２３、トナー非吸着面側の電極端子１２４、および水晶片１２７から構成される。
【００２７】
図２（ａ）は、ＱＣＭ水晶センサ１２０のトナー吸着面電極１２１を形成した面の構成を示す図である。図２（ａ）において、円盤状の水晶片１２７の一方の面上には、水晶片１２７と同心円状にトナー吸着面電極１２１が形成され、電極端子１２３と継ぎ目なく電気的につながっている。水晶片１２７の他方の面上には、水晶片１２７と同心円状にトナー吸着面電極１２１と同じ大きさのトナー非吸着面電極１２２が形成され、電極端子１２４と継ぎ目なく電気的につながっている。
【００２８】
図２（ｂ）、図２（ｃ）は、各々図２（ａ）で示したＱＣＭ水晶センサ１２０の中心線を矢印Ｂ、矢印Ｃの方向から眺めた断面図である。図２（ｂ）に示すように電極端子１２３は、水晶片１２７のトナー非吸着面電極１２２の形成された面までつながっている。トナー吸着面電極１２１側の電極端子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されており、帯電したトナーが電極端子１２３に触れても、トナーの電荷量測定結果には反映されない。
【００２９】
トナー吸着面電極１２１、トナー非吸着面電極１２２に、各々電極端子１２３、電極端子１２４を介して電圧を印加すると、圧電逆効果により水晶片１２７は結晶振動が励起され一定の周波数での厚み滑り振動を生じる。
【００３０】
図２（ａ）におけるトナー吸着面電極１２１上の矢印は、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動振幅の大きさと、振動方向を模式的に示している。矢印の長さは振動振幅の大きさを、矢印の方向は振動方向をそれぞれ示している。ＱＣＭ水晶センサ１２０は中央部で最も振動振幅が大きく、端部に行くほど振動振幅が小さくなっており、同心円状の振動振幅の分布を持っている。また、振動方向は水晶のどの位置でも同一方向となっている。ＱＣＭ水晶センサ１２０は、水晶片１２７の振動する領域の外に吸着した物質に対して感度がない。本実施例で用いるＱＣＭ水晶センサ１２０のトナー吸着面電極１２１は、水晶片１２７の振動領域と一致するように形成されており、トナー吸着面電極１２１の外（例えば、電極端子１２３）に吸着したトナーの質量は、測定結果に反映されない。 
【００３１】
またＱＣＭ水晶センサ１２０は、振動振幅の大きさに応じた発振周波数への感度の分布を持つ。ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動振幅が大きい箇所にトナー粒子が吸着した場合は、振動振幅が小さい箇所にトナー粒子が吸着した場合よりも、ＱＣＭ水晶センサ１２０の発振周波数は大きく低下する。すなわち、同じ量のトナー粒子がＱＣＭ水晶センサ１２０に吸着していたとしても、吸着している位置や分布が異なると、ＱＣＭ水晶センサ１２０の発振振動数にも違いが生じる。
【００３２】
つまり、ＱＣＭ水晶センサ１２０に振動振幅の分布がある場合は、発振周波数への感度分布もできている。図２（ｂ）、図２（ｃ）には、曲線２２８を用いて発振周波数への感度を模式的に示している。ＱＣＭ水晶センサ１２０の発振周波数への感度は、振動振幅の大きい中央部で最も高く、振動振幅の小さい端部にいくほど低くなる。
【００３３】
以上で説明したＱＣＭ水晶センサ１２０を用いて、トナー吸着面電極１２１に吸着したトナーの帯電量を測定する。
【００３４】
（現像装置の構成）
図３は、本実施例に係る現像装置１０４の構成を示す図である。現像装置１０４は、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を備え、感光ドラム１０１と現像スリーブ１１１とが対向するように配置される。また、トナー帯電量測定装置１０８はＱＣＭ水晶センサ１２０を備える。
【００３５】
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との接触摩擦を生じさせて、トナー粒子１６１を帯電させながら、現像剤１１０を現像スリーブ１１１へと搬送する。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を内包し、外周面にマグネット１５２の磁力により現像剤１１０を引き付け、点Ｑ′を中心として回転し、現像剤１１０を矢印Ａで示す回転方向へと搬送する。
【００３６】
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とに形成される隙間を通過する際に、隙間の大きさに応じた厚さに規制され、現像スリーブ１１１に担持される単位面積当たりの量を規制される。また、このとき、トナー粒子１６１およびキャリア１６２と、規制ブレード１１２との接触摩擦が促進され、トナーの帯電量が大きくなる。
【００３７】
トナー帯電量測定装置１０８は、ＱＣＭ水晶センサ１２０のトナー吸着面電極１２１を備えた面が、現像スリーブ１１１と一定の隙間を存して対向する位置に配置される。本実施例におけるＱＣＭ水晶センサ１２０は、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動方向と、現像スリーブ１１１の回転軸とが互いに平行になるよう配置されている。
【００３８】
現像スリーブ用電源１２３７は、現像スリーブ１１１に現像スリーブ電位を印加する。感光ドラム１０１上に形成された静電潜像の電位と、現像スリーブ電位との間の電位差により電界が形成され、電荷を帯びた現像スリーブ１１１に担持されたトナー粒子１６１は、静電力により感光ドラム１０１に移動し、静電潜像を顕像化する。
【００３９】
（ブロック図）
図５は本実施例のブロック図であり、説明を簡単にするため、単一の画像形成ステーションのみを図示している。本実施例では、トナー粒子１６１の帯電量（Ｑ／Ｍ）の測定を行うが、トナー粒子１６１の質量のみを測定しても良い。１０１〜１１５については既に図１を用いて説明したため、ここでは説明を省略する。
【００４０】
トナー帯電量測定部１１０１は、電荷量Ｑを測定するためのＱ測定回路１１０２、質量Ｍを測定するためのＭ測定回路１１０３、電極用電源１１０４、スイッチ回路１１０５を有する。また、コントローラ１１０７は、トナー帯電量算出部１１０６、γＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ：ルックアップテーブル）を作成するＬＵＴ作成部６０１、γＬＵＴを補正するＬＵＴ補正部６０２、レーザ駆動信号を作成し出力するレーザドライバ６０３、ＲＡＭ６０４、ＲＯＭ６０５、ＣＰＵ６０６を有する。なお、画像形成装置１０はここで示していない他の機能を有してもよい。
【００４１】
画像出力中は、図５に示すトナー帯電量測定部１１０１内のスイッチ回路１１０５を切り替えながら、Ｑ測定回路１１０２においてトナー粒子１６１の電荷量Ｑを測定し、またＭ測定回路１１０３においてトナー粒子１６１の質量Ｍを測定する。測定した電荷量Ｑと質量Ｍを用いて、コントローラ１１０７内のトナー帯電量算出部１１０６でトナー帯電量Ｑ／Ｍを算出する。得られたトナー帯電量Ｑ／Ｍが所望のトナー帯電量Ｑ／Ｍよりもずれていた場合には、現像量が変化し、出力画像濃度が変動してしまう。
【００４２】
例えば、トナー帯電量Ｑ／Ｍが所望の値より低くなった場合には、現像量が増加し、画像濃度が高くなってしまうため、画像形成条件を変更する。図５のコントローラ１１０７のＬＵＴ作成部６０１は、所望の階調特性を得るための階調補正テーブル「γＬＵＴ」を作成する。このγＬＵＴを用いて所望の画像を出力しているが、環境変動や現像剤１１０劣化、トナー消費量、または、補給量の変化等でトナー帯電量Ｑ／Ｍが変化した場合には、所望の濃度からずれてきてしまう。
【００４３】
そこで、ＬＵＴ補正部６０２において「γＬＵＴ」を補正することにより、所望の出力画像を得ることができる。また、現像装置１０４の撹拌条件を変更してトナー帯電量Ｑ／Ｍを所望の値まで増加させる方法でもよい。一方、トナー帯電量が所望の値より高くなった場合には、現像量が低下し、画像濃度が薄くなってしまうため、画像形成条件の変更や、現像装置１０４内へのトナー補給を行うことで、所望の画像濃度を出力する。
【００４４】
（トナー帯電量測定概略フローチャート）
図４は、トナー帯電量測定装置１０８を用いて、トナー帯電量を測定する方法の概略を示したフローチャートである。まずは本制御の概略を示し、後に各工程について詳細に説明する。
【００４５】
（Ｓ１３０１：トナー吸着電位の充電）
図４において、まずトナー吸着前の電位を充電する工程（Ｓ１３０１）を行う。本願発明において、ＱＣＭ水晶センサ１２０の電極にトナー粒子１６１を静電的に吸着するための電位（トナー吸着電位と呼ぶ。）を図５に示すＱ測定回路１１０２に一旦充電してから行う。したがって、ここではＱ測定回路１１０２にトナー吸着電位の充電を行う。なお、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、吸着したトナー粒子１６１の電荷が電極用電源１１０４から逃げてしまうためである。この工程により、以降の工程であるトナー吸着工程（Ｓ１３０４）において、トナー粒子１６１を静電的に吸着させることができる。
【００４６】
（Ｓ１３０２：トナー吸着前のトナー除去）
次に、画像形成装置１０は、トナー除去工程（Ｓ１３０２）を行う。ここでは、ＱＣＭ水晶センサ１２０の電極をクリーンにするため、電極上に吸着しているトナー粒子１６１の除去を行う。トナー除去工程は、本願発明の特徴を示す工程であり、後に詳細に説明する。
【００４７】
（Ｓ１３０３：トナー吸着前のＱとＭの測定）
次に、画像形成装置１０は、トナー吸着前の基準測定工程（Ｓ１３０３）を行う。ここでは、トナー帯電量測定装置１０８を用いて、トナー粒子１６１を吸着する前の基準となる電荷量Ｑと質量Ｍの測定を行う。
【００４８】
（Ｓ１３０４：トナー吸着）
次に、画像形成装置１０は、トナー吸着工程（Ｓ１３０４）を行う。ここでは、ＱＣＭ水晶センサ１２０の電極にトナー粒子１６１を吸着する。トナー帯電量測定装置１０８は、Ｓ１３０１にてＱ測定回路１１０２に充電したトナー吸着電位を用いて、静電的にトナー粒子１６１の吸着を行う。
【００４９】
（Ｓ１３０５：トナー吸着後のＱとＭの測定）
次に、画像形成装置１０は、トナー吸着後の測定工程（Ｓ１３０５）を行う。ここでは、トナー帯電量測定装置１０８を用いて、トナー粒子１６１を吸着した後の電荷量Ｑと質量Ｍの測定を行う。
【００５０】
（Ｓ１３０６：Ｑ／Ｍの算出）
次に、画像形成装置１０は、Ｑ／Ｍ算出工程（Ｓ１３０６）を行う。ここでは、トナー吸着前の基準測定工程（Ｓ１３０３）で測定した電荷量Ｑと質量Ｍと、トナー吸着後の測定工程（Ｓ１３０５）で測定したトナー吸着後の電荷量Ｑと質量Ｍからトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）を算出する。
【００５１】
（Ｓ１３０７：次の測定）
さらに、画像形成装置１０は、測定を終了するか次の測定を行うかを判定する（Ｓ１３０７）。次の測定を行う場合（Ｓ１３０７：ＹＥＳ）はＳ１３０１に戻り、画像形成装置１０は処理を繰り返す。測定を行わない場合には（Ｓ１３０７：ＮＯ）、トナー帯電量測定の一連のフローを終了する。以上、トナー帯電量測定フローの概略を説明した。
【００５２】
次に、本実施例のフローチャートに係る図６の回路図と図７のタイミングチャートを説明する。
【００５３】
（実施例１の回路構成）
図６は、トナー帯電量測定のためのトナー帯電量測定部１１０１（図５）の回路図である。図６において、スイッチ１２０１は、トナー吸着面電極１２１にＱ測定回路１１０２を電気的に接続または切断するスイッチである（ＳＷ１と呼ぶ）。スイッチ１２０３は、トナー非吸着面電極１２２にＭ測定回路１１０３を電気的に接続または切断するスイッチである（ＳＷ３と呼ぶ）。スイッチ１２０４は、トナー吸着面電極１２１に電極用電源１１０４を電気的に接続または切断するスイッチである（ＳＷ４と呼ぶ）。スイッチ１２０５は、トナー非吸着面電極１２２に電極用電源１１０４を電気的に接続または切断するスイッチである（ＳＷ５と呼ぶ）。
【００５４】
Ｑ測定用コンデンサ１２１１は、トナー電荷量Ｑを測定するためのコンデンサであり（Ｃ１と呼ぶ）、トナー吸着電位の充電も行う。電圧計１２３１は、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電位を測定する。電荷量算出部１２３２は、トナー吸着前のトナー吸着電位の測定値Ｖ１とトナー吸着後の測定値Ｖ２の差（Ｖ１−Ｖ２）とＣ１の静電容量を用いて、電荷量Ｑを算出する。
【００５５】
他励発振回路１５０１は、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振するための交流電圧を出力する発振回路である。周波数制御部１５０２は、他励発振回路１５０１の出力交流電圧の周波数を制御する。他励発振回路用電源１５０３は、他励発振回路１５０１の出力交流電圧の振幅を制御する。電流検出回路１５０４は、他励発振回路１５０１からＱＣＭ水晶センサ１２０へ流れる電流量の検出を行う。
【００５６】
周波数測定部１２３４は、電流検出回路１５０４が検出した電流値から、ＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数を測定する。質量算出部１２３５は、トナー吸着前の共振周波数ｆ１とトナー吸着後の共振周波数ｆ２との差（ｆ１−ｆ２）から質量Ｍを算出する。
【００５７】
電極用電位生成部１２３６は、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との間でのトナー粒子の移動を制御するため、トナー吸着面電極１２１とＱ測定用コンデンサＣ１に対して電位を出力する。トナー粒子１６１を吸着する電位（トナー吸着電位）、電界によるトナー粒子の移動を止める電位（トナー不動電位）、トナー粒子１６１を除去する電位（トナー除去電位）を出力する。接地部１２３８は、接続された部品の電荷を逃がし、電位を０（Ｖ）にする。
【００５８】
現像スリーブ用電源１２３７は、現像スリーブ１１１に現像スリーブ電位を印加する。現像スリーブ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との間でトナー粒子１６１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スリーブ電位を印加することもある。本実施例では、現像スリーブ電位として直流電圧を印加する。
【００５９】
（実施例１のタイミングチャート）
図７は、トナー帯電量測定に係るタイミングチャートである。図７において、ｔ１は、トナー吸着電位の充電工程の開始時刻を表している。ｔ２は、トナー吸着電位の充電工程の終了時刻、およびトナー除去工程の開始時刻を表している。ｔ３は、トナー除去工程におけるトナー吸着面電極１２１の電位切り替え時刻を表している。ｔ４は、トナー除去工程の終了時刻、およびトナー吸着前の基準測定工程の開始時刻を表している。ｔ５は、トナー吸着前の基準測定工程の終了時刻、およびトナー吸着工程の開始時刻を表している。ｔ６は、トナー吸着工程の終了時刻、およびトナー吸着後の測定工程の開始時刻を表している。ｔ７は、トナー吸着後の測定工程の終了時刻、およびＱ／Ｍ算出工程開始時刻を表している。
【００６０】
また、図７は、各タイミング時刻（ｔ１〜ｔ７）と、トナー吸着面電極１２１の電位（実線９０１）と、現像スリーブ１１１の電位（点線９０２）と、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電極側の電位（１点鎖線９０３）との関係を示している。また、、各タイミング時刻（ｔ１〜ｔ７）と、ＱＣＭ水晶センサ１２０にかかる交流電圧（波線９０４）を示している。
【００６１】
また、図７は、各タイミング時刻ｔ１〜ｔ７と、ＳＷ１、ＳＷ３〜ＳＷ５のＯＮ／ＯＦＦの状態との関係を示している。また、図７は、ｔ４〜ｔ５、ｔ６〜ｔ７の間の、他励発振回路１５０１が出力する交流電圧の周波数と、電流検出回路１５０４が検出する電流値の関係を模式的に示している。
【００６２】
次に、図８を用いてトナー帯電量測定の各工程の詳細なフローを説明する。図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）は、それぞれ本実施例のトナー吸着電位の充電工程、トナー除去工程、トナー吸着前の基準測定工程とトナー吸着後の測定工程、トナー吸着工程の詳細なフローチャートである。
【００６３】
［実施例１のトナー吸着電位の充電］
図６の回路図及び図７のタイミングチャートを用いて、本実施例におけるトナー吸着電位の充電工程（図４のＳ１３０１）を説明する。本工程は、図８（ａ）に示すフローチャートに沿って制御される。
【００６４】
（Ｓ１３１１）
図８（ａ）のＳ１３１１にて、画像形成装置１０は、電極用電位生成部１２３６からＱ測定用コンデンサ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）を出力する。
【００６５】
（Ｓ１３１２）
Ｓ１３１２にて、画像形成装置１０は、ＳＷ１、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＮにする。ＳＷ１とＳＷ４をＯＮにすると電極用電位生成部１２３６とＱ測定用コンデンサＣ１が接続されてＱ測定用コンデンサＣ１にトナー吸着電位の充電が開始される。ここで、Ｑ測定用コンデンサ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測定用コンデンサ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、トナー吸着面電極１２１と電極用電位生成部１２３６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。
【００６６】
したがって、トナー吸着面電極１２１の電位は、電気的な抵抗を介さずに接続されるＱ測定用コンデンサＣ１の−２００（Ｖ）になる。ＳＷ５をＯＮにすると、トナー非吸着面電極１２２は、接地部１２３８と接続され、０（Ｖ）になる。トナー非吸着面電極１２２を０（Ｖ）とすることにより、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させるとき、発振回路からトナー非吸着面電極１２２に印加する電圧を、交流電圧のみにすることができる。
【００６７】
（Ｓ１３１３）
Ｓ１３１３にて、画像形成装置１０は、一定時間待機する（待機１）。ここでは、画像形成装置１０は、Ｑ測定用コンデンサ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、予め設定した時間だけ待機する方法や、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電位を、電位計１２３１を用いて測定し、所望の電位になるまで待機する方法を用いる。Ｑ測定用コンデンサＣ１に残っている電位−２００（Ｖ）は、電極用電位生成部１２３６から出力されるトナー吸着電位＋１５０（Ｖ）が抵抗（Ｒ１）を介して供給され、一定時間後にトナー吸着電位＋１５０（Ｖ）まで充電される。この充電時間はＱ測定用コンデンサＣ１に残っている電位とＱ測定用コンデンサＣ１と抵抗（Ｒ１）の時定数により決まる。
【００６８】
Ｑ測定用コンデンサＣ１の充電中には、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、トナー吸着面電極１２１の電位もＱ測定用コンデンサＣ１とともに＋１５０（Ｖ）となる。このとき、トナー吸着面電極１２１の電位＋１５０（Ｖ）は、現像スリーブ１１１の電位−４５０（Ｖ）に対して、＋６００（Ｖ）の電位差があるため、トナー吸着面電極１２１にトナー粒子１６１が吸着してしまう。しかし、次のトナー除去工程（図４のＳ１３０２）でトナー粒子１６１を除去するため、この工程でトナー粒子１６１がトナー吸着面電極１２１に吸着しても構わない。
【００６９】
（Ｓ１３１４）
Ｑ測定用コンデンサＣ１へのトナー吸着電位の充電が完了したら、Ｓ１３１４にて、画像形成装置１０は、ＯＮになっているＳＷ１、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＦＦにする。ＳＷ１をＯＦＦにすると、測定用コンデンサＣ１は、電極用電位生成部１２３６との電気的な接続が切断される。ＳＷ４をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２１と電極用電位生成部１２３６との電気的な接続が切断される。ＳＷ５をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２２と接地部１２３８との電気的な接続が切断される。以上により、トナー吸着電位の充電工程（Ｓ１３０１）を終了する。
【００７０】
［実施例１のトナー除去工程］
図６の回路図及び図７のタイミングチャートを用いて、トナー除去工程（図４のＳ１３０２）を説明する。本工程は、本願発明の特徴的な工程であるため、ここでは、図８（ｂ）に示したフローチャートに沿った制御フローを示し、後に詳細を説明する。
【００７１】
（Ｓ１３２１）
図８（ｂ）のＳ１３２１にて、画像形成装置１０は、電極用電位生成部１２３６から、現像スリーブ用電源１２３７から出力されている現像スリーブ電位−４５０（Ｖ）と等しい電位（トナー不動電位と呼ぶ。）を出力する。ここでは、電極用電位生成部１２３６は、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との電位差をなくすための電位を出力する。なお、出力するトナー不動電位は、トナー粒子１６１が現像スリーブ１１１からトナー吸着面電極１２１に吸着しない範囲であれば、現像スリーブ電位との電位差があっても良い。
【００７２】
（Ｓ１３２２）
Ｓ１３２２にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＮにする。ＳＷ４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が接続されてトナー吸着面電極１２１の電位はトナー不動電位−４５０（Ｖ）となる。このとき、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との電位差がなくなり、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との間のトナーの移動が起こらなくなる。ＳＷ５をＯＮにすると、トナー非吸着面電極１２２は、接地部１２３８と接続され、０（Ｖ）になる。
【００７３】
（Ｓ１３２３）
Ｓ１３２３にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＦＦにする。ＳＷ４をＯＦＦにすると、電極用電位生成部１２３６とトナー吸着面電極１２１との電気的な接続が切断される。ＳＷ５をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２２と接地部１２３８との電気的な接続が切断される。
【００７４】
（Ｓ１３２４）
Ｓ１３２４にて、画像形成装置１０は、他励発振回路用電源１５０３から他励発振回路１５０１にトナー移動用発振電圧を印加する。ここでは、他励発振回路１５０１は、他励発振回路用電源１５０３からトナー移動用発振電圧を印加され、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させるための電圧を出力する。トナー移動用発振電圧は、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動により、トナー粒子１６１の移動が発生する範囲に設定されている。
【００７５】
（Ｓ１３２５）
Ｓ１３２５にて、画像形成装置１０は、ＳＷ３をＯＮにする。ＳＷ３をＯＮにすると、他励発振回路１５０１とトナー非吸着面電極１２２が接続されて、ＱＣＭ水晶センサ１２０は、他励発振回路１５０１から発振電圧が印加され発振する。
【００７６】
（Ｓ１３２６）
Ｓ１３２６にて、画像形成装置１０は、周波数制御部１５０２を用いて、他励発振回路１５０１がＱＣＭ水晶センサ１２０に印加する発振電圧の周波数を制御する。これにより、他励発振回路１５０１は、周波数制御部１５０２により設定された周波数の交流電圧を出力する。
【００７７】
ここでは、他励発振回路が出力する発振電圧の周波数を、掃引開始周波数（ｆａ）から、掃引終了周波数（ｆｂ）まで、一定周波数毎に掃引する。ＱＣＭ水晶センサ１２０は、共振周波数近傍の発振電圧を印加されると、トナー吸着面電極１２１の振動振幅が大きくなり、トナー粒子１６１は吸着していた位置から移動し、最終的にはトナー吸着面１２１の端部に集積する。
【００７８】
（Ｓ１３２７）
Ｓ１３２７にて、画像形成装置１０は、ＳＷ３をＯＦＦにする。ＳＷ３をＯＦＦにすると、ＱＣＭ水晶センサの発振が停止する。
【００７９】
（Ｓ１３２８）
Ｓ１３２８にて、画像形成装置１０は、電極用電位生成部１２３６からのトナー除去電位−９００（Ｖ）を出力する。
【００８０】
（Ｓ１３２９）
Ｓ１３２９にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＮにする。ＳＷ４をＯＮにすると、トナー吸着面電極１２１にトナー除去電位−９００（Ｖ）が印加される。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−９００（Ｖ）は−４５０（Ｖ）の電位差があるため、トナー吸着面電極１２１から現像スリーブ１１１に向かってトナー粒子１６１が移動する。ＳＷ５をＯＮにすると、トナー非吸着面電極１２２は、接地部１２３８と接続され、０（Ｖ）になる。
【００８１】
（Ｓ１３３０）
Ｓ１３３０にて、画像形成装置１０は、一定時間待機する（待機２）。ここでは、画像形成装置１０は、トナー吸着面電極１２１から現像スリーブ１１１へとトナー粒子１６１が移動する時間だけ待機する。本実施例においては、予め設定した時間だけ待機させた。（Ｓ１３３１）
Ｓ１３３１にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＦＦにする。ＳＷ４をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２１は、電極用電位生成部１２３６との電気的な接続が切断される。ＳＷ５をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２２と接地部１２３８との電気的な接続が切断される。以上により、トナー除去工程（Ｓ１３０２）を終了する。
【００８２】
［実施例１のトナー吸着前の基準測定］
図６の回路図及び図７のタイミングチャートを用いて、本実施例におけるトナー吸着前の基準測定工程（図４のＳ１３０３）を説明する。本工程は、図８（ｃ）に示すフローチャートに沿って制御される。
【００８３】
本実施例においては、トナー粒子１６１の電荷量Ｑと質量Ｍを算出するには、トナー粒子１６１がトナー吸着電極１２１に吸着する前後の、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電位とＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数を測定する必要がある。  ここでは、画像形成装置１０は、トナー粒子１６１をトナー吸着面電極１２１に吸着させる前の、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電位（Ｖ１）とＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数（ｆ１）の測定を行う。
【００８４】
（Ｓ１３４１）
図８（ｃ）のＳ１３４１にて、画像形成装置１０は、電極用電位生成部１２３６から、現像スリーブ用電源１２３７から出力されている現像スリーブ電位−４５０（Ｖ）と等しいトナー不動電位を出力する。ここでは、電極用電位生成部１２３６は、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との電位差をなくすための電位を出力する。なお、出力するトナー不動電位は、トナー粒子１６１が現像スリーブ１１１からトナー吸着面電極１２１に吸着しない範囲であれば、現像スリーブ電位との電位差があっても良い。
【００８５】
（Ｓ１３４２）
Ｓ１３４２にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＮにする。ＳＷ４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が接続されて、トナー吸着面電極１２１の電位はトナー不動電位−４５０（Ｖ）となる。このとき、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との電位差がなくなり、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との間のトナーの移動が起こらなくなる。ＳＷ５をＯＮにすると、トナー非吸着面電極１２２は、接地部１２３８と接続され、０（Ｖ）になる。
【００８６】
（Ｓ１３４３）
Ｓ１３４３にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＦＦにする。ＳＷ４をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２１は、電極用電位生成部１２３６との電気的な接続が切断される。ＳＷ５をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２２と接地部１２３８との電気的な接続が切断される。
【００８７】
（Ｓ１３４４）
Ｓ１３４４にて、画像形成装置１０は、電荷量Ｑ算出に必要となる基準電位の測定を行う。ここでは、画像形成装置１０はＱ測定用コンデンサＣ１に充電されているトナー吸着電位＋１５０（Ｖ）を電位計１２３１にて測定する。測定した電位は、トナー吸着前電位Ｖ１として電荷量算出部１２３２に記録される。なお、Ｑ測定回路１１０２はＳＷ１がＯＦＦであるため、他の回路とは独立している。測定時間を短縮するため、ここでの測定は次のステップと並行して行う方が好ましい。
【００８８】
（Ｓ１３４５）
Ｓ１３４５にて、画像形成装置１０は、他励発振回路用電源１５０３から他励発振回路１５０１にトナー測定用発振電圧を印加する。ここでは、他励発振回路１５０１は、他励発振回路用電源１５０３からトナー測定用発振電圧を印加され、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させるための電圧を出力する。トナー測定用発振電圧は、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動により、トナー粒子１６１の移動が発生しない範囲に設定されている。
【００８９】
（Ｓ１３４６）
Ｓ１３４６にて、画像形成装置１０は、ＳＷ３をＯＮにする。ＳＷ３をＯＮにすると、他励発振回路１５０１とトナー非吸着面電極１２２が接続されて、ＱＣＭ水晶センサ１２０は、他励発振回路１５０１から発振電圧が印加され発振する。
【００９０】
（Ｓ１３４７）
Ｓ１３４７にて、画像形成装置１０は、質量Ｍ算出に必要となる基準周波数の測定を行う。周波数制御部１５０２を用いて、他励発振回路１５０１がＱＣＭ水晶センサ１２０に印加する発振電圧の周波数を制御する。これにより、他励発振回路１５０１は、周波数制御部１５０２により設定された周波数の交流電圧を出力する。ここでは、他励発振回路が出力する発振電圧の周波数を、掃引開始周波数（ｆａ）から、掃引終了周波数（ｆｂ）まで、一定周波数毎に掃引する。
【００９１】
このとき、画像形成装置１０は、周波数測定部１２３４にて、他励発振回路１５０１からＱＣＭ水晶センサ１２０に印加される交流電圧の発振周波数と、電流検出回路１５０４が検出する電流値を測定し、電流値が最大となるときの印加電圧の発振周波数を測定する。測定した周波数は、トナー吸着前周波数ｆ１として質量算出部１２３５に記録される。なお、測定時間は増えてしまうが、Ｖ１とｆ１の測定を複数行って平均化することで、測定誤差を低減し、測定値の精度が向上することもできる。
【００９２】
（Ｓ１３４８）
Ｓ１３４８にて、画像形成装置１０は、ＯＮになっているＳＷ３をＯＦＦにする。ＳＷ３をＯＦＦにすると、ＱＣＭ水晶センサの発振が停止する。以上により、トナー吸着前の基準測定工程（Ｓ１３０３）を終了する。
【００９３】
［実施例１のトナー吸着工程］
図６の回路図及び図７のタイミングチャートを用いて、本実施例におけるトナー吸着工程（図４のＳ１３０４）を説明する。本工程は、図８（ｄ）に示すフローチャートに沿って制御される。
【００９４】
ここまでの処理により、トナー電荷量Ｑとトナー質量Ｍを算出するために必要なトナー吸着前の基準電位Ｖ１、トナー吸着前の共振周波数ｆ１の測定が完了したので、トナー粒子１６１を吸着させてＱとＭの測定が可能となる。
【００９５】
（Ｓ１３５１）
図８（ｄ）のＳ１３５１にて、画像形成装置１０は、ＳＷ１をＯＮにする。ＳＷ１をＯＮにすると、トナー吸着面電極１２１とＱ測定用コンデンサＣ１が接続され、Ｑ測定用コンデンサ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、トナー粒子１６１の吸着が開始される。
【００９６】
（Ｓ１３５２）
Ｓ１３５２にて、画像形成装置１０は、一定時間待機する（待機３）。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）電位差があるため、電荷量が多いトナー粒子１６１の一部がトナー吸着面電極１２１に吸着する。待機方法は、予め決められた時間だけ待機する。但し、他の方法でも良い。この待機時間中に、吸着したトナー粒子１６１の負の電荷によりトナー吸着面電極１２１に充電された電位が負の方向に変化する。一定時間待機させた後、トナー吸着面電極１２１の電位は−２００（Ｖ）になる。
【００９７】
トナー吸着面電極１２１の電位の低下に伴い、トナー吸着面１２１に吸着したトナー粒子１６１の電荷によりＱ測定用コンデンサＣ１の電位も変化する。
【００９８】
（Ｓ１３５３）
トナー吸着面電極１２１へのトナー粒子１６１の吸着が完了したら、Ｓ１３５３にて、画像形成装置１０は、ＯＮになっているＳＷ１をＯＦＦにする。ＳＷ１をＯＦＦにすると、Ｑ測定用コンデンサＣ１は、トナー吸着面電極１２１と電気的な接続を切断される。このとき、トナー吸着面電極１２１の電位−２００（Ｖ）は、現像スリーブ１１１の電位−４５０（Ｖ）に対して、＋２５０（Ｖ）の電位差があるため、現像スリーブ１１１からトナー吸着面電極１２１に向かってトナー粒子１６１が移動し続けてしまう。
【００９９】
そこで、本実施例では、本工程（Ｓ１３５３）から、次のトナー吸着後の測定工程（図４のＳ１３０５）におけるトナー吸着面電極１２１へのトナー不動電位を出力する工程までを微小時間内に実行し、ＳＷ１切断後に吸着するトナー粒子１６１の量を低減する。
【０１００】
なお、トナー吸着電位の充電工程（図４のＳ１３０１）において、Ｑ測定用コンデンサＣ１に印加されるトナー吸着電位を低く設定しておき、本工程（Ｓ１３５３）では、トナー粒子１６１の移動が生じなくなるまで待機するようにしてもよい。
以上により、トナー吸着工程（Ｓ１３０４）を終了する。
【０１０１】
［トナー吸着後の測定］
図６の回路図及び図７のタイミングチャートを用いて、トナー吸着後の測定工程（図４のＳ１３０５）を説明する。Ｓ１３０５にて、画像形成装置１０は、トナー粒子１６１をトナー吸着面電極１２１に吸着させた後の、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電位（Ｖ２）とＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数（ｆ２）の測定を行う。
【０１０２】
Ｑ測定用コンデンサＣ１の電位とＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数を測定する工程は、Ｓ１３０３と同様のため説明を省略する。ここで測定したＱ測定用コンデンサＣ１の電位をＶ２、測定した発振周波数をｆ２とし、それぞれ電荷量算出部１２３２、質量算出部１２３５に記録される。以上により、トナー吸着後の測定工程（Ｓ１３０５）を終了する。
【０１０３】
［Ｑ／Ｍの算出］
次に、画像形成装置１０は、Ｑ／Ｍ算出工程（Ｓ１３０６）を行う。ここでは、トナー吸着前の基準測定工程（Ｓ１３０３）で測定したトナー吸着前の電位（Ｖ１）と発振周波数（ｆ１）と、トナー吸着後測定工程（Ｓ１３０５）で測定したトナー吸着後の電位（Ｖ２）と発振周波数（ｆ２）からトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）を算出する。
【０１０４】
（電荷量Ｑの算出）
電荷量算出部１２３２では、電荷量Ｑの算出を行う。トナー吸着前の電位をＶ１、トナー吸着後の電位をＶ２、Ｑ測定用コンデンサＣ１の容量値をＣとすると、電荷量Ｑは次の式（２）で算出できる。
【０１０５】
【数２】
2018124083.tif 000004
Ｑ＝Ｃ×（Ｖ１−Ｖ２）  ・・・（２）
（質量Ｍの算出）
質量算出部１２３５では質量Ｍの算出を行う。トナー吸着前の共振周波数をｆ１、トナー吸着後の共振周波数をｆ２、とすると、式１より質量Ｍは次の式（３）で算出できる。
【０１０６】
【数３】
2018124083.tif 000005
【０１０７】
（Ｑ／Ｍの算出）
Ｑ測定回路１１０２で測定した電荷量Ｑと、Ｍ測定回路１１０３で測定した質量Ｍは、図５のトナー帯電量算出部１１０６に送られ、トナー帯電量の算出に用いられる。この算出は図７のタイミングチャートで示すｔ７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。
【０１０８】
本実施例ではトナー吸着面１２１に吸着したトナー粒子１６１により電荷量Ｑおよび質量Ｍの測定を行っているため、トナー帯電量Ｑ／Ｍの算出は次の式（４）で算出できる。
【０１０９】
【数４】
2018124083.tif 000006
【０１１０】
また、測定されるトナー粒子１６１の電荷量Ｑ及び質量Ｍは、ＱＣＭ水晶センサ１２０の電極面積をＳとすると、単位面積当たりの電荷量Ｑ／Ｓ、単位面積当たりの質量Ｍ／Ｓを求めることもできる。以上により、トナー吸着後の測定工程（Ｓ１３０６）を終了する。
【０１１１】
ここまで説明してきた全ての工程を経て、画像形成装置１０は、トナー吸着面電極１２１に吸着したトナー粒子１６１の電荷量Ｑと質量Ｍの測定を行い、現像に用いられるトナー粒子１６１の帯電量（Ｑ／Ｍ）の算出を行う。画像形成装置１０は、このトナー粒子１６１の帯電量測定のフローを定期的に繰り返し実行し、経時的に変動するトナー粒子１６１の帯電量を常に把握することができる。
【０１１２】
[電極上で起こるトナーの移動についての説明]
ここで、本願発明の特徴であるトナー除去工程（図４のＳ１３０２）において、発振回路用電源から発振回路に印加する電圧をトナー移動発振用電圧に切り替えた際に、トナー吸着面電極１２１上のトナー粒子１６１の挙動について詳細を説明する。
【０１１３】
ＱＣＭ水晶センサ１２０に電圧を印加すると、圧電逆効果により水晶に厚み滑り振動が生じ、トナー吸着面電極１２１に吸着しているトナー粒子１６１には、水晶の振動方向に水晶の振動振幅の大きさに応じた力が加えられる。一方でトナー粒子１６１には、トナー吸着面電極１２１との間の吸着力や摩擦力等の拘束力がはたらく。水晶の厚み滑り振動によりトナー粒子１６１に加えられる力が、前記した拘束力を上回らなければ、トナー粒子１６１は吸着した位置にとどまり続ける。
【０１１４】
トナー吸着前の基準測定工程（図４のＳ１３０３）、トナー吸着後の測定工程（図４のＳ１３０５）においては、トナー粒子１６１は吸着した位置にとどまる範囲に、ＱＣＭ水晶センサ１２０に印加する電圧を設定し、トナー粒子１６１の質量を測定する。
【０１１５】
トナー除去工程（図４のＳ１３０２）においては、ＱＣＭ水晶センサ１２０に印加する電圧を、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動振幅を大きくするよう制御し、水晶の振動によりトナー粒子１６１に加わる力が、前記した拘束力を上回るように設定する。こうすると、トナー粒子１６１は吸着していた位置から水晶の振動方向に移動を開始する。
【０１１６】
図２を用いて説明したように、本実施例のＱＣＭ水晶センサ１２０は、トナー吸着面電極１２１の中心で最も大きく、中心から遠いほど小さい振動振幅の分布を持っている。トナー粒子１６１は、振動振幅の大きい位置から小さい位置へと向かう方向に力を受けて移動し、トナー吸着面電極１２１の中心から端部に向かって吸着している位置を変えていく。最終的に、トナー吸着面電極１２１の全面に均一に吸着していたトナー粒子１６１は、トナー吸着面電極１２１の円周部に密集して集積する。
【０１１７】
図９は、発振回路用電源から発振回路に印加する電圧をトナー移動用発振電圧に切り替えた際のトナー吸着面電極１２１に吸着しているトナー粒子１６１の位置と密度の変化を模式的に示した図である。トナーの吸着量は、色の濃淡で表わしており、濃いほどトナーの吸着密度が高いことを示し、白地部はトナーが吸着していないことを示している。
【０１１８】
図９（ａ）は、トナー吸着面電極１２１に薄く均一に吸着した状態のトナー粒子１６１の位置と密度を示している。ＱＣＭ水晶センサ１２０への印加電圧をトナー移動用発振電圧に切り替えると、図９（ａ）で示した吸着状態から、トナー粒子１６１が移動を開始し、図９（ｂ）、図９（ｃ）で示す吸着状態へと変化し、最終的に図９（ｄ）で示す吸着状態となる。図９（ｄ）は、トナー粒子１６１が、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動方向に向かってトナー吸着面電極１２１の端部に集積した状態を示している。
【０１１９】
このように、発振回路用電源から発振回路に印加する電圧を大きく設定すると、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動振幅が大きくなり、トナー吸着面電極１２１に吸着しているトナー粒子１６１が、吸着していた位置から移動する現象が起こる。
【０１２０】
本願発明では、従来、トナー吸着面電極１２１に吸着したトナー粒子の質量を測定するためだけに用いられていたＱＣＭ水晶センサ１２０の振動を、トナー吸着面電極１２１に吸着しているトナー粒子１６１を除去するためにも利用する。
【０１２１】
ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動振幅の大きさを切り替えるだけなので、簡易な構成でトナー粒子１６１の除去を行うことができる。また、トナー吸着面電極１２１に他の部材を接触させることなくトナー粒子１６１を除去することができるので、ＱＣＭ水晶センサ１２０が破損するリスクも低減される。更に、トナー粒子１６１を吸着していた位置から動かすことにより、トナー吸着面電極１２１との吸着力が低減されるので、電界だけでトナー粒子１６１を除去する構成と比較すると、高いトナー粒子１６１の除去効果を発揮する。また、従来よりも低電界で、従来の電界のみによるトナー粒子１６１と同等のトナー粒子１６１の除去効果を発揮する。
【０１２２】
［実施例１による効果］
本実施例において、最初に吸着していた位置から移動させられたトナー粒子１６１は、トナー吸着面電極１２１との接触状態が変化しており、吸着力が弱められる。また、トナー吸着面電極１２１の端部にトナー粒子１６１が集積すると、トナー吸着面電極１２１と接触しないトナー粒子１６１が現れ始める。トナー吸着面電極１２１と接触しないトナー粒子１６１は、トナー吸着面電極１２１との吸着力が弱められる。
【０１２３】
これらにより、トナー吸着面電極１２１に吸着していたトナー粒子１６１は、発振回路用電源から発振回路に印加する電圧をトナー移動用発振電圧に切り替える前よりも、トナー吸着面電極１２１との吸着力が小さい状態へと変化した。この状態で、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との間に、トナー粒子１６１がトナー吸着面電極１２１から現像スリーブ１１１へ向かう方向の電界を形成することにより、トナー吸着面１２１に吸着したトナー粒子１６１を除去することが可能となった。
【０１２４】
このとき、トナー粒子１６１のトナー吸着面電極１２１への吸着力は低下しているため、発振回路用電源から発振回路に印加する電圧をトナー移動用発振電圧に切り替える前よりも低電界でトナーを除去することが可能となった。
【０１２５】
図２を用いて説明したように、ＱＣＭ水晶センサ１２０の表面には、発振周波数への感度の分布がある。本実施例において、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動によりトナー粒子１６１をトナー吸着面電極１２１の中心から端部方向へ移動させると、トナー粒子１６１は感度の高い位置から低い位置へと移動していくことになる。この過程において、ＱＣＭ水晶センサ１２０の発振周波数は、徐々に増加していく。本実施例においては、他励発振回路から出力する発振電圧の周波数を、低い周波数から高い周波数へと一定周波数毎に掃引している。
【０１２６】
これにより、トナー粒子１６１の移動に伴い増加するＱＣＭ水晶センサの共振周波数に合わせて、発振電圧の周波数を増加させられるため、より短時間でのトナー粒子１６１の移動を行うことができる。
【０１２７】
本実施例では、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１とは互いに対向するように配置され、またトナー吸着面電極１２１の振動方向と現像スリーブの回転軸とが互いに平行になるよう配置している。このため、トナー吸着面電極１２１と現像スリーブ１１１との間に形成される電界が最大となる対向位置で、集積するトナー粒子１６１の量が最も多くなり、効果的にトナー粒子１６１を現像スリーブ１１１に戻すことができる。
【０１２８】
以上で説明したように、本実施例の構成では、トナー吸着面電極１２１に吸着しているトナー粒子１６１を、非接触かつ低電界で、従来の構成と同等以上に除去することが可能である。したがって、画像形成装置１０の内部で、長期にわたりトナー粒子１６１の帯電量を繰り返し安定して測定することができるため、従来よりも安定した出力画像を得ることができる。
【０１２９】
＜実施例２＞
実施例１のトナー除去工程では、他励発振回路から発振電圧をＱＣＭ水晶センサ１２０に印加し、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させる構成とした。しかし、この構成では、ＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数ではない周波数の電圧を印加する時間が発生するため、トナー除去工程にかかる時間が長くなる場合がある。そこで、実施例２では、自励発振回路から発振電圧をＱＣＭ水晶センサ１２０に印加する構成とする。
【０１３０】
図１０で示す実施例２の回路図、図１１に示す実施例２のタイミングチャート、図１２に示す実施例２のトナー除去工程の詳細フローチャートを用いて実施例２の構成を説明する。なお、回路図、タイミングチャート、詳細フローチャート、タイミングチャート以外は、実施例１と同様のため説明を省略する。
【０１３１】
（実施例２の回路構成）
図１０は、本実施例におけるトナー帯電量測定のためのトナー帯電量測定部１１０１（図５）の回路図である。図１０において、スイッチ１２０１は、トナー吸着面電極１２１にＱ測定回路１１０２を電気的に接続または切断するスイッチである（ＳＷ１と呼ぶ）。スイッチ１２０６は、トナー吸着面電極１２１にＭ測定回路１１０３を電気的に接続または切断するスイッチである（ＳＷ６と呼ぶ）。スイッチ１２０７は、トナー非吸着面電極１２２にＭ測定回路１１０３を電気的に接続または切断するスイッチである（ＳＷ７と呼ぶ）。
【０１３２】
スイッチ１２０４は、トナー吸着面電極１２１に電極用電源１１０４を電気的に接続または切断するスイッチである（ＳＷ４と呼ぶ）。スイッチ１２０５は、トナー非吸着面電極１２２に電極用電源１１０４を電気的に接続または切断するスイッチである（ＳＷ５と呼ぶ）。
【０１３３】
Ｑ測定用コンデンサ１２１１は、トナー電荷量Ｑを測定するためのコンデンサであり（Ｃ１と呼ぶ）、トナー吸着電位の充電も行う。電圧計１２３１は、Ｑ測定用コンデンサ１２１１の電位を測定する。電荷量算出部１２３２は、トナー吸着前のトナー吸着電位の測定値Ｖ１とトナー吸着後の測定値Ｖ２の差（Ｖ１−Ｖ２）とＣ１の静電容量を用いて、電荷量Ｑを算出する。
【０１３４】
自励発振回路１５０５は、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振するための発振回路である。自励発振回路用電源１５０６は、自励発振回路１５０５の出力交流電圧の振幅を制御する。周波数測定部１２３４は、ＱＣＭ水晶センサ１２０の発振周波数を測定する。質量算出部１２３５は、トナー吸着前の発振周波数ｆ１とトナー吸着後の発振周波数ｆ２との差（ｆ１−ｆ２）から質量Ｍを算出する。コンデンサ１２１２は、トナー吸着面電極１２１とＭ測定回路１１０３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（以下、Ｃ２と呼ぶ）である。
【０１３５】
コンデンサ１２１３は、トナー非吸着面電極１２２とＭ測定回路１１０３との間に挿入され、Ｃ２と同様に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（以下、Ｃ３と呼ぶ）である。
【０１３６】
電極用電位生成部１２３６は、トナー吸着電位やトナー不動電位、トナー除去電位を出力する。現像スリーブ用電源１２３７は、現像スリーブ１１１に現像スリーブ電位を印加する。現像スリーブ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との間でトナー粒子１６１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スリーブ電位を印加することもある。本実施例では、現像スリーブ電位として直流電圧を印加する。
【０１３７】
（実施例２のタイミングチャート）
図１１は、実施例２におけるトナー帯電量測定に係るタイミングチャートである。図１１において、ｔ１１は、トナー吸着電位の充電工程の開始時刻を表している。ｔ１２は、トナー吸着電位の充電工程の終了時刻、およびトナー除去工程の開始時刻を表している。ｔ１３は、トナー除去工程におけるトナー吸着面電極１２１の電位切り替え時刻を表している。ｔ１４は、トナー除去工程の終了時刻、およびトナー吸着前の基準測定工程の開始時刻を表している。ｔ１５は、トナー吸着前の基準測定工程の終了時刻、およびトナー吸着工程の開始時刻を表している。
【０１３８】
ｔ１６は、トナー吸着工程の終了時刻、およびトナー吸着後の測定工程の開始時刻を表している。ｔ１７は、トナー吸着後の測定工程の終了時刻、およびＱ／Ｍ算出工程開始時刻を表している。また、図１１は、各タイミング時刻（ｔ１１〜ｔ１７）と、トナー吸着面電極１２１の電位（実線９０１）と、現像スリーブ１１１の電位（点線９０２）と、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電極側の電位（１点鎖線９０３）との関係を示している。また、各タイミング時刻（ｔ１１〜ｔ１７）と、ＱＣＭ水晶センサ１２０にかかる交流電圧（波線９０４）を示している。
【０１３９】
また、図１１は、各タイミング時刻ｔ１１〜ｔ１７と、ＳＷ１、ＳＷ４〜ＳＷ７のＯＮ／ＯＦＦの状態との関係を示している。
【０１４０】
（実施例２の詳細フローチャート）
次に、図１２を用いてトナー帯電量測定の各工程の詳細なフローを説明する。図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）、図１２（ｄ）は、それぞれ本実施例のトナー吸着電位の充電工程、トナー除去工程、トナー吸着前の基準測定工程とトナー吸着後の測定工程、トナー吸着工程の詳細なフローチャートである。
【０１４１】
［実施例２のトナー吸着電位の充電］
図１０の回路図及び図１１のタイミングチャートを用いて、トナー吸着電位の充電工程（図４のＳ１３０１）を説明する。本工程は、図１２（ａ）に示すフローチャートに沿って制御される。本実施例におけるトナー吸着電位の充電工程（図４のＳ１３０１）は、実施例１で説明したトナー吸着電位の充電工程と同様であるため、説明を省略する。
【０１４２】
［実施例２のトナー除去工程］
図１０の回路図及び図１１のタイミングチャートを用いて、トナー除去工程（図４のＳ１３０２）を説明する。本工程は、図１２（ｂ）に示すフローチャートに沿って制御される。
【０１４３】
（Ｓ１３７１）
図１２（ｂ）Ｓ１３７１にて、画像形成装置１０は、電極用電位生成部１２３６から、現像スリーブ用電源１２３７から出力されている現像スリーブ電位−４５０（Ｖ）と等しいトナー不動電位を出力する。ここでは、電極用電位生成部１２３６は、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との電位差をなくすための電位を出力する。なお、出力するトナー不動電位は、トナー粒子１６１が現像スリーブ１１１からトナー吸着面電極１２１に吸着しない範囲であれば、現像スリーブ電位との電位差があっても良い。
【０１４４】
（Ｓ１３７２）
Ｓ１３７２にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＮにする。ＳＷ４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が接続されてトナー吸着面電極１２１の電位はトナー不動電位−４５０（Ｖ）となる。このとき、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との電位差がなくなり、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との間のトナーの移動が起こらなくなる。ＳＷ５をＯＮにするとトナー非吸着面電極１２２は、接地されて０（Ｖ）になる。
【０１４５】
（Ｓ１３７３）
Ｓ１３７３にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＦＦにする。ＳＷ４をＯＦＦにするとトナー吸着面電極１２１は、電極用電位生成部１２３６と切断される。ＳＷ５をＯＦＦにすると、トナー非吸着面電極１２２と接地部１２３８との電気的な接続が切断される。
【０１４６】
（Ｓ１３７４）
Ｓ１３７４にて、画像形成装置１０は、自励発振回路用電源１５０６から自励発振回路１５０５にトナー移動用発振電圧を印加する。ここでは、自励発振回路１５０５は、自励発振回路用電源１５０６からトナー移動用電圧を印加され、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させるための電圧を出力する。トナー移動用発振電圧は、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動により、トナー粒子１６１の移動が発生する範囲に設定されている。
【０１４７】
（Ｓ１３７５）
Ｓ１３７５にて、画像形成装置１０は、ＳＷ６、ＳＷ７をＯＮにする。ＳＷ６、ＳＷ７をＯＮにすると、ＱＣＭ水晶センサ１２０は、自励発振回路１５０１と接続され、自励発振回路１５０６から発振電圧が印加され発振する。このとき、高周波の信号は通すが、直流または低周波の信号は通さない性質が有るカップリングコンデンサＣ２、Ｃ３により、トナー吸着面電極１２１のトナー不動電位が自励発振回路１５０５に印加されることを防止することができる。これにより、トナー吸着面電極１２１の中心電位をトナー不動電位に保持し、現像スリーブ１１１からのトナー粒子１６１の吸着が起こらない状態で、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させることができる。
【０１４８】
（Ｓ１３７６）
Ｓ１３７６にて、画像形成装置１０は、一定期間待機する（待機４）。このとき、トナー吸着面電極１２１に吸着しているトナー粒子１６１は、トナー移動用発振電圧によるＱＣＭ水晶センサ１２０の振動により、トナー吸着面電極１２１の端部へと移動する。待機方法としては、予め設定した時間だけ待機する方法などを用いるとよい。
【０１４９】
（Ｓ１３７７）
Ｓ１３７７にて、画像形成装置１０は、ＳＷ６、ＳＷ７をＯＦＦにする。ＳＷ２、ＳＷ３をＯＦＦにすると、ＱＣＭ水晶センサ１２０の発振が停止する。
【０１５０】
（Ｓ１３７８）
Ｓ１３７８にて、画像形成装置１０は、電極用電位生成部１２３６からのトナー除去電位−９００（Ｖ）を出力する。
【０１５１】
（Ｓ１３７９）
Ｓ１３７９にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＮにする。ＳＷ４をＯＮにすると、トナー吸着面電極１２１にトナー除去電位−９００（Ｖ）が印加される。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−９００（Ｖ）は−４５０（Ｖ）の電位差があるため、トナー吸着面電極１２１から現像スリーブ１１１に向かってトナー粒子１６１が移動する。ＳＷ５をＯＮにすると、トナー非吸着面電極１２２は、接地部１２３８と接続され、０（Ｖ）になる。（Ｓ１３８０）
Ｓ１３８０にて、画像形成装置１０は、一定期間待機する（待機３）。待機方法としては、予め設定した時間だけ待機する方法などを用いるとよい。
【０１５２】
（Ｓ１３８１）
Ｓ１３８１にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＦＦにする。ＳＷ４をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２１は、電極用電位生成部１２３６との電気的な接続が切断さる。ＳＷ５をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２２と接地部１２３８との電気的な接続が切断される。以上により、トナー除去工程（Ｓ１３０２）を終了する。
【０１５３】
［実施例２のトナー吸着前の基準測定］
図１０の回路図及び図１１のタイミングチャートを用いて、トナー吸着前の基準測定工程（図４のＳ１３０３）を説明する。本工程は、図１２に示すフローチャートに沿って制御される。
【０１５４】
本実施例においては、トナー粒子１６１の電荷量Ｑと質量Ｍを算出するには、トナー粒子１６１がトナー吸着電極１２１に吸着する前後の、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電位とＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数を測定する必要がある。ここでは、画像形成装置１０は、トナー粒子１６１をトナー吸着面電極１２１に吸着させる前の、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電位（Ｖ１）とＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数（ｆ１）の測定を行う。
【０１５５】
（Ｓ１３９１）
図１２（ｃ）のＳ１３９１にて、画像形成装置１０は、電極用電位生成部１２３６から、現像スリーブ用電源１２３７から出力されている現像スリーブ電位−４５０（Ｖ）と等しいトナー不動電位を出力する。ここでは、電極用電位生成部１２３６は、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との電位差をなくすための電位を出力する。なお、出力するトナー不動電位は、トナー粒子１６１が現像スリーブ１１１からトナー吸着面電極１２１に吸着しない範囲であれば、現像スリーブ電位との電位差があっても良い。
【０１５６】
（Ｓ１３９２）
Ｓ１３９２にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＮにする。ＳＷ４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が接続されてトナー吸着面電極１２１の電位はトナー不動電位−４５０（Ｖ）となる。このとき、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との電位差がなくなり、現像スリーブ１１１とトナー吸着面電極１２１との間のトナーの移動が起こらなくなる。またＳＷ５をＯＮにすると、トナー非吸着面電極１２２は、接地されて０（Ｖ）になる。
【０１５７】
（Ｓ１３９３）
Ｓ１３４８にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＦＦにする。
ＳＷ４をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２１は、電極用電位生成部１２３６との電気的な接続が切断される。ＳＷ５をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２２と接地部１２３８との電気的な接続が切断される。
【０１５８】
（Ｓ１３９４）
Ｓ１３４３にて、画像形成装置１０は、電荷量Ｑ算出に必要となる基準電位の測定を行う。ここでは、画像形成装置１０はＱ測定用コンデンサＣ１に充電されているトナー吸着電位＋１５０（Ｖ）を電位計１２３１にて測定する。測定した電位は、トナー吸着前電位Ｖ１として電荷量算出部１２３２に記録される。なお、Ｑ測定回路１１０２はＳＷ１がＯＦＦであるため他の回路とは独立している。測定時間を短縮するため、ここでの測定は次のステップと並行して行う方が好ましい。
【０１５９】
（Ｓ１３９５）
Ｓ１３９５にて、画像形成装置１０は、自励発振回路用電源１５０６から自励発振回路１５０５にトナー測定用発振電圧を印加する。ここでは、自励発振回路１５０５は、自励発振回路用電源１５０６からトナー測定用発振電圧を印加され、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させるための電圧を出力する。トナー測定用発振電圧は、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動により、トナー粒子１６１の移動が発生しない範囲に設定されている。
【０１６０】
（Ｓ１３９６）
Ｓ１３９６にて、画像形成装置１０は、ＳＷ６、ＳＷ７をＯＮにする。ＳＷ６、ＳＷ７をＯＮにすると、ＱＣＭ水晶センサ１２０は、自励発振回路１５０５と接続され、自励発振回路１５０５から発振電圧が印加され発振する。
【０１６１】
これにより、トナー吸着面電極１２１の中心電位をトナー不動電位に保持し、現像スリーブ１１１からのトナー粒子１６１の吸着が起こらない状態で、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させることができる。
【０１６２】
（Ｓ１３９７）
Ｓ１３９７にて、画像形成装置１０は、質量Ｍ算出に必要となる基準周波数の測定を行う。周波数測定部１２３４にて、自励発振回路１５０５からＱＣＭ水晶センサ１２０の発振周波数を測定する。測定した周波数は、トナー吸着前周波数ｆ１として質量算出部１２３５に記録される。なお、測定時間は増えてしまうが、Ｖ１とｆ１の測定を複数行って平均化することで、測定誤差を低減し、測定値の精度が向上することもできる。
【０１６３】
（Ｓ１３９８）
Ｓ１３９８にて、画像形成装置１０は、ＯＮになっているＳＷ６、ＳＷ７をＯＦＦにする。ＳＷ６、ＳＷ７をＯＦＦにすると、ＱＣＭ水晶センサの発振が停止する。以上により、トナー吸着前の基準測定工程（Ｓ１３０３）を終了する。
【０１６４】
［実施例２のトナー吸着工程］
図１０の回路図及び図１１のタイミングチャートを用いて、トナー吸着工程（図４のＳ１３０４）を説明する。本工程は、図１２に示すフローチャートに沿って制御される。
【０１６５】
ここまでの処理により、トナー電荷量Ｑとトナー質量Ｍを算出するために必要なトナー吸着前の基準値Ｖ１、トナー吸着前周波数ｆ１の測定が完了したので、トナー粒子１６１を吸着させてＱとＭの測定が可能となる。本実施例におけるトナー吸着工程（図４のＳ１３０４）は、実施例１で説明したトナー吸着工程と同様であるため、説明を省略する。  以上により、トナー吸着工程（Ｓ１３０４）を終了する。
【０１６６】
［実施例２のトナー吸着後の測定］
図１０の回路図及び図１１のタイミングチャートを用いて、トナー吸着後の測定工程（図４のＳ１３０５）を説明する。本実施例におけるトナー吸着後の測定工程（図４のＳ１３０５）は、実施例１で説明したトナー吸着後の測定工程と同様であるため、説明を省略する。また、本工程以降の工程も、実施例１で説明した工程と同様であるため、説明を省略する。
【０１６７】
ここまで説明してきた全ての工程を経て、画像形成装置１０は、トナー吸着面電極１２１に吸着したトナー粒子１６１の電荷量Ｑと質量Ｍの測定を行い、現像に用いられるトナー粒子１６１の帯電量（Ｑ／Ｍ）の算出を行う。画像形成装置１０は、このトナー粒子１６１の帯電量測定のフローを定期的に繰り返し実行し、経時的に変動するトナー粒子１６１の帯電量を常に把握することができる。
【０１６８】
[実施例２による効果]
本実施例において、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動によりトナー粒子１６１をトナー吸着面電極１２１の端部へと移動させ、電界により現像スリーブ１１１へと移動させるのは実施例１と同様であり、実施例１と同様のトナー粒子１６１を除去する効果がある。
【０１６９】
図２を用いて説明したように、ＱＣＭ水晶センサ１２０の表面には、発振周波数への感度の分布がある。本実施例において、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動によりトナー粒子１６１をトナー吸着面電極１２１の中心から端部方向へ移動させると、トナー粒子１６１は感度の高い位置から低い位置へと移動していくことになる。この過程において、ＱＣＭ水晶センサ１２０の発振周波数は、徐々に増加していく。
【０１７０】
本実施例においては、自励発振回路を用いて出力する発振電圧の周波数を、トナー粒子１６１の移動に伴い増加するＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数に合わせて変化させる構成とした。このため、ＱＣＭ水晶センサ１２０は常に振動振幅の大きい状態にすることができ、実施例１よりも短時間でトナー粒子１６１の移動を完了させることができる。
【０１７１】
以上で説明したように、本実施例の構成では、トナー吸着面電極１２１に吸着しているトナー粒子１６１を、非接触かつ低電界で、従来の構成と同等以上に除去することが可能である。したがって、画像形成装置１０の内部で、長期にわたりトナー粒子１６１の帯電量を繰り返し安定して測定することができるため、従来よりも安定した出力画像を得ることができる。
【０１７２】
＜実施例３＞
実施例１、２のトナー除去工程では、トナー粒子１６１をトナー吸着面電極１２１の端部に集積させた後に、トナー吸着面電極１２１にトナー除去電位を印加し、トナー粒子１６１を除去した。
【０１７３】
実施例３では、トナー吸着面電極１２１の電位をトナー除去電位にした状態で、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動によるトナー粒子１６１の移動を生じさせる構成とする。
【０１７４】
本実施例は、詳細フローチャート、タイミングチャート以外は、実施例２と同様のため説明を省略する。図１３に示す実施例３のタイミングチャート、図１４に示す実施例３のトナー除去工程の詳細フローチャートを用いて実施例３の構成を説明する。
【０１７５】
（実施例３のタイミングチャート）
図１３は、実施例２におけるトナー帯電量測定に係るタイミングチャートである。図１３において、ｔ２１は、トナー吸着電位の充電工程の開始時刻を表している。ｔ２２は、トナー吸着電位の充電工程の終了時刻、およびトナー除去工程の開始時刻を表している。ｔ２４は、トナー除去工程の終了時刻、およびトナー吸着前の基準測定工程の開始時刻を表している。ｔ２５は、トナー吸着前の基準測定工程の終了時刻、およびトナー吸着工程の開始時刻を表している。ｔ２６は、トナー吸着工程の終了時刻、およびトナー吸着後の測定工程の開始時刻を表している。ｔ２７は、トナー吸着後の測定工程の終了時刻、およびＱ／Ｍ算出工程開始時刻を表している。
【０１７６】
また、図１３は、各タイミング時刻（ｔ２１〜ｔ２７）と、トナー吸着面電極１２１の電位（実線９０１）と、現像スリーブ１１１の電位（点線９０２）と、Ｑ測定用コンデンサＣ１の電極側の電位（１点鎖線９０３）との関係を示している。また、、各タイミング時刻（ｔ２１〜ｔ２７）と、ＱＣＭ水晶センサ１２０にかかる交流電圧（波線９０４）を示している。
【０１７７】
また、図１３は、各タイミング時刻ｔ２１〜ｔ２７と、ＳＷ１、ＳＷ４〜ＳＷ７のＯＮ／ＯＦＦの状態との関係を示している。
【０１７８】
（実施例３の詳細フローチャート）
次に、図１４を用いてトナー帯電量測定の各工程の詳細なフローを説明する。図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）、図１４（ｄ）は、それぞれ本実施例のトナー吸着電位の充電工程、トナー除去工程、トナー吸着前の基準測定工程とトナー吸着後の測定工程、トナー吸着工程の詳細なフローチャートである。
【０１７９】
［実施例３のトナー除去工程］
図１０の回路図及び図１３のタイミングチャートを用いて、トナー除去工程（図４のＳ１３０２）を説明する。本工程は、図１４に示すフローチャートに沿って制御される。
【０１８０】
（Ｓ１４１１）
図１４（ｂ）のＳ１４１１にて、画像形成装置１０は、電極用電位生成部１２３６からのトナー除去電位−９００（Ｖ）を出力する。
【０１８１】
（Ｓ１４１２）
Ｓ１４１２にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＮにする。ＳＷ４をＯＮにすると、トナー吸着面電極１２１にトナー除去電位−９００（Ｖ）が印加される。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−９００（Ｖ）は−４５０（Ｖ）の電位差があるため、トナー粒子１６１には、トナー吸着面電極１２１から現像スリーブ１１１に向かう静電力が加わる。ＳＷ５をＯＮにすると、トナー非吸着面電極１２２は、接地されて０（Ｖ）になる。
【０１８２】
（Ｓ１４１３）
Ｓ１４１３にて、画像形成装置１０は、ＳＷ４、ＳＷ５をＯＦＦにする。ＳＷ４をＯＦＦにすると、トナー吸着面電極１２１は、電極用電位生成部１２３６との電気的な接続が切断される。ＳＷ５をＯＦＦにすると、トナー非吸着面電極１２２と接地部１２３８との電気的な接続が切断される。
【０１８３】
（Ｓ１４１４）
Ｓ１４１１にて、画像形成装置１０は、自励発振回路用電源１５０６から自励発振回路１５０５にトナー移動用発振電圧を印加する。ここでは、自励発振回路１５０５は、自励発振回路用電源１５０６からトナー移動用発振電圧を印加され、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させるための電圧を出力する。トナー移動用発振電圧は、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動により、トナー粒子１６１の移動が発生する範囲に設定されている。
【０１８４】
（Ｓ１４１５）
Ｓ１４１５にて、画像形成装置１０は、ＳＷ６、ＳＷ７をＯＮにする。ＳＷ６、ＳＷ７をＯＮにすると、ＱＣＭ水晶センサ１２０は、自励発振回路１５０１と接続され、自励発振回路１５０６から発振電圧が印加され発振する。このとき、高周波の信号は通すが、直流または低周波の信号は通さない性質が有るカップリングコンデンサＣ２、Ｃ３により、トナー吸着面電極１２１のトナー除去電位が自励発振回路１５０５に印加されることを防止することができる。
【０１８５】
これにより、トナー吸着面電極１２１の中心電位をトナー除去電位に保持し、トナー粒子１６１にトナー吸着面電極１２１から現像スリーブ１１１に向かう静電力が加わる状態で、ＱＣＭ水晶センサ１２０を発振させることができる。
【０１８６】
（Ｓ１４１６）
Ｓ１４１６にて、画像形成装置１０は、一定期間待機する（待機６）。待機方法としては、予め設定した時間だけ待機する方法などを用いるとよい。このとき、トナー吸着面電極１２１に吸着していたトナー粒子１６１は、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動による力を受けて、吸着していた位置から移動を開始する。そして、トナー粒子１６１は、トナー除去電位による静電力を受けて、現像スリーブ１１１へと移動する。
【０１８７】
（Ｓ１４１７）
Ｓ１４１７にて、画像形成装置１０は、ＳＷ６、ＳＷ７をＯＦＦにする。ＳＷ６、ＳＷ７をＯＦＦにすると、ＱＣＭ水晶センサ１２０の発振が停止する。以上により、トナー除去工程（Ｓ１３０２）を終了する。
【０１８８】
以上のトナー除去工程を行うことにより、ＱＣＭ水晶センサ１２０のトナー吸着面１２１に吸着したトナー粒子１６１を除去することができる。トナー除去工程以降の工程は、実施例２と同様のため説明を省略する。ここまで説明してきた全ての工程を経て、画像形成装置１０は、トナー吸着面電極１２１に吸着したトナー粒子１６１の電荷量Ｑと質量Ｍの測定を行い、現像に用いられるトナー粒子１６１の帯電量（Ｑ／Ｍ）の算出を行う。画像形成装置１０は、このトナー粒子１６１の帯電量測定のフローを定期的に繰り返し実行し、経時的に変動するトナー粒子１６１の帯電量を常に把握することができる。
【０１８９】
[実施例３による効果]
本実施例のトナー除去工程において、トナー吸着面電極１２１から現像スリーブ１１１にトナー粒子１６１を移動させる電界を形成した状態で、ＱＣＭ水晶センサ１２０の振動によりトナー吸着面電極１２１に吸着していたトナー粒子１６１の移動を生じさせた。
【０１９０】
これにより、トナー粒子１６１が運動し、トナー吸着面電極１２１との吸着力が低減されている状態で、電界による静電力を加えられるため、トナー粒子１６１が一定の位置に吸着した状態で、電界を形成するよりも高いトナー除去効果が得られる。
【０１９１】
また、トナー粒子１６１が電界により除去される過程において、吸着しているトナー粒子１６１の総量が少なくなり、ＱＣＭ水晶センサ１２０の発振周波数は、徐々に増加していく。本実施例においては、自励発振回路を用いて出力する発振電圧の周波数を、トナー粒子１６１の除去に伴い増加するＱＣＭ水晶センサ１２０の共振周波数に合わせて変化させる構成とした。このため、ＱＣＭ水晶センサ１２０は常に振動振幅の大きい状態にすることができ、実施例１よりも短時間でトナー粒子１６１の除去を完了させることができる。
【０１９２】
また、実施例２と比較すると、本実施例のトナー除去工程は、トナー粒子１６１がトナー吸着面１２１の端部に集積するまでの待機時間を必要としないため、より短時間にトナー粒子１６１の除去を完了させることができる。
【０１９３】
以上で説明したように、本実施例の構成では、トナー吸着面電極１２１に吸着しているトナー粒子１６１を、非接触かつ低電界で、従来の構成と同等以上に除去することが可能である。したがって、画像形成装置１０の内部で、長期にわたりトナー粒子１６１の帯電量を繰り返し安定して測定することができるため、従来よりも安定した出力画像を得ることができる。
【符号の説明】
【０１９４】
１０・・・画像形成装置
１００・・・レーザ光 
１０１・・・感光ドラム 
１０２・・・帯電装置 
１０３・・・レーザスキャナ
１０４・・・現像装置 
１０５・・・転写装置 
１０６・・・クリーニング装置 
１０７・・・定着装置 
１０８・・・トナー物性測定装置 
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・・・二次転写内ローラ 
１１５・・・中間転写ベルト 
１１６・・・給紙ローラ 
１１７・・・排紙トレイ 
１１８・・・撹拌スクリュー
１２８・・・二次転写外ローラ 
１６１・・・トナー
１６３・・・記録紙
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
１２７・・・水晶片 
１２３６・・・電極用電位生成部
１２３７・・・現像スリーブ用電源 
１５０１・・・他励発振回路
１５０２・・・周波数制御部
１５０３・・・他励発振回路用電源
１５０４・・・電流検出回路
１５０５・・・自励発振回路
１５０６・・・自励発振回路用電源
【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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