(57)【要約】      （修正有）【課題】単位面積あたりの現像剤量を増やした場合でも、精度よく現像剤量を検知することが可能になる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置２００は、感光体ドラム２０１と現像ローラとの周速比を変化させることで、通常の画像形成時よりも現像する単位面積あたりのトナー量を増加させる高濃度モードと、感光体ドラム２０１と現像ローラとの周速比を高濃度モード時に対して小さくして感光体ドラム２０１上に検知用トナーパッチを形成し、光学センサー２２０により検知用トナーパッチの単位面積あたりのトナー量を検知する検知モードと、を有する。高濃度モードにおいて感光体ドラム２０１上のトナー量を検知すると検知精度が低下する場合があるため、検知モードにおける感光体ドラム２０１上のトナー量の検知結果に基づいて、高濃度モードにおける感光体ドラム２０１上のトナー量を予測（推定）する。【選択図】図１
2017146589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
現像剤像を担持するための像担持体と、
現像剤を担持するための現像剤担持体と、
前記像担持体上の現像剤量を検知する検知部と、
前記現像剤担持体に担持される現像剤を前記像担持体へ供給させることにより、前記像担持体上に前記現像剤像を形成する画像形成モードと、
前記像担持体上に検知用の現像剤像を形成し、前記検知用の現像剤像の現像剤量を前記検知部で検知する検知モードと、を備え、
前記検知モードにおける前記現像剤担持体の周速ｖ１１と前記像担持体の周速ｖ１２との周速比ｖ１１／ｖ１２をΔｖ１とし、
前記画像形成モードにおける前記現像剤担持体の周速ｖ２１と前記像担持体の周速ｖ２２との周速比ｖ２１／ｖ２２をΔｖ２とした場合に、
Δｖ１＜Δｖ２である状態で、前記検知モードにおける前記像担持体上の現像剤量の検知結果に基づき、前記画像形成モードにおける前記像担持体上の現像剤量が推定される、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像形成装置であって、
現像剤像を担持するための像担持体と、
前記像担持体上の現像剤像が転写される中間転写体と、
現像剤を担持するための現像剤担持体と、
前記中間転写体上の現像剤量を検知する検知部と、
前記現像剤担持体から前記像担持体へ供給される現像剤を前記中間転写体へ転写させることにより、前記中間転写体上に前記現像剤像を形成する画像形成モードと、
前記像担持体上に検知用の現像剤像を形成し、前記検知用の現像剤像の現像剤量を前記検知部で検知する検知モードと、を備え、
ｗｈｅｒｅｉｎ，前記検知モードにおける前記現像剤担持体の周速ｖ１１と前記像担持体の周速ｖ１２との周速比ｖ１１／ｖ１２をΔｖ１とし、
前記画像形成モードにおける前記現像剤担持体の周速ｖ２１と前記像担持体の周速ｖ２２との周速比ｖ２１／ｖ２２をΔｖ２とした場合に、
Δｖ１＜Δｖ２である状態で、前記検知モードにおける前記像担持体上の現像剤量の検知結果に基づき、前記画像形成モードにおける前記中間転写体上の現像剤量が推定される、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体の静電容量をＣとし、
前記像担持体の明部電位と前記現像剤担持体の現像電位とで形成される現像コントラストをΔＶｃとし、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の単位面積当たりの電荷量をＱ／Ｓとした場合に、
前記検知モードにおいて、（Ｑ／Ｓ）×Δｖ１≦Ｃ×ΔＶｃである、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検知モードにおける前記現像剤担持体に担持された現像剤の単位面積当たりの質量をＧとし、
前記現像剤の平均半径をＲとし、
前記現像剤の比重をρとし、
平面上の最密充填の面積率をＨとした場合に、
前記検知モードにおいて、Δｖ１≦（４／３×Ｒ×ρ×Ｈ）／Ｇである、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成モードにおいて、Δｖ２＞（４／３×Ｒ×ρ×Ｈ）／Ｇである、ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成モードにおいて、（Ｑ／Ｓ）×Δｖ≦Ｃ×ΔＶｃである、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検知部は、正反射光を受光する光学センサーユニットから構成される、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記Δｖ１は、像担持体上の現像剤像の単位面積当たりの現像剤量が、理論上１層以下になるように設定される、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成モードは、さらに第１画像形成モードと、第２画像形成モードを有し、
前記第１画像形成モードにおいける前記現像剤担持体の周速を前記ｖ２１とし、前記像担持体の周速を前記ｖ２２とし、前記現像剤担持体の周速ｖ２１と前記像担持体の周速ｖ２２との周速比ｖ２１／ｖ２２を前記Δｖ２とし、
前記第２画像形成モードにおける前記現像剤担持体の周速をｖ３１と前記像担持体の周速ｖ３２との周速比ｖ３１／ｖ３２をΔｖ３とした場合に、
Δｖ３＜Δｖ２である、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成モードにおいて、Δｖ１＝Δｖ３である、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体と前記現像剤担持体とを有し、画像形成装置に装着可能なプロセスカートリッジを有し、
画像形成装置の本体に前記プロセスカートリッジが装着されてから最初の画像形成動作を行う前に前記検知部で検出した信号をもとに、前記検知モードで検出した信号を補正する、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成モードにおける前記中間転写体上の現像剤量の推定値に基づき、前記像担持体上の現像剤量を予測する、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１３】
前記画像形成モードと、前記検知モードとを実行可能な制御手段を有する、ことを特徴とする請求項１から１２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、電子写真方式または静電記録方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザビームプリンタ等の画像形成装置として、中間転写体の回転方向に複数の画像形成ステーションを並べて構成されるインラインカラー方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置の画像形成ステーションは、像担持体を有し、像担持体上に作成した静電潜像を現像手段により現像する。そして現像された現像剤像を像担持体から中間転写体に１次転写する。この工程を、複数の画像形成ステーションで繰り返し、中間転写体上にカラー現像剤像を形成する。その後、カラー現像剤像を紙などの記録材に２次転写し、定着手段でカラー現像剤像を記録材に定着される。
【０００３】
一連の画像形成動作で作成される記録材上の画像は、使用者の意図した画像や濃度が出力される必要がある。また、複数の画像形成ステーションにて作成されるフルカラー画像（カラー現像剤像）においては、色味の再現性と安定性とが求められる。
【０００４】
そこで、特許文献１では、現像スリーブの回転速度を種々変化させ像担持体である感光ドラム上に複数のパッチを形成し、複数のパッチの中から必要な濃度に達しているパッチを検出し、現像スリーブの回転速度を決定することが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２では色味の選択範囲を広げることを目的に現像バイアスを変えることや現像ローラなどの現像剤担持体の回転速度を変えることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３８７５０号公報
【特許文献２】特開平８−２２７２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献２の発明は、色味の選択範囲の広げるために、現像ローラなどの現像剤担持体から感光体などの像担持体への現像剤供給量を増やす構成である。
【０００８】
このような像担持体上の単位面積あたりの現像剤量を増やすことで色味の選択範囲を広げる場合、現像剤量を検知する検知部で精度よく現像剤量を検知できないことがあることがわかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、
現像剤像を担持するための像担持体と、
現像剤を担持するための現像剤担持体と、
前記像担持体上の現像剤量を検知する検知部と、
前記現像剤担持体に担持される現像剤を前記像担持体へ供給させることにより、前記像担持体上に前記現像剤像を形成する画像形成モードと、
前記像担持体上に検知用の現像剤像を形成し、前記検知用の現像剤像の現像剤量を前記検知部で検知する検知モードと、を備え、
前記検知モードにおける前記現像剤担持体の周速ｖ１１と前記像担持体の周速ｖ１２との周速比ｖ１１／ｖ１２をΔｖ１とし、
前記画像形成モードにおける前記現像剤担持体の周速ｖ２１と前記像担持体の周速ｖ２２との周速比ｖ２１／ｖ２２をΔｖ２とした場合に、
Δｖ１＜Δｖ２である状態で、前記検知モードにおける前記像担持体上の現像剤量の検知結果に基づき、前記画像形成モードにおける前記像担持体上の現像剤量が推定される、ことを特徴とする。
【００１０】
また、他の本発明の画像形成装置は、
現像剤像を担持するための像担持体と、
前記像担持体上の現像剤像が転写される中間転写体と、
現像剤を担持するための現像剤担持体と、
前記中間転写体上の現像剤量を検知する検知部と、
前記現像剤担持体から前記像担持体へ供給される現像剤を前記中間転写体へ転写させることにより、前記中間転写体上に前記現像剤像を形成する画像形成モードと、
前記像担持体上に検知用の現像剤像を形成し、前記検知用の現像剤像の現像剤量を前記検知部で検知する検知モードと、を備え、
ｗｈｅｒｅｉｎ，前記検知モードにおける前記現像剤担持体の周速ｖ１１と前記像担持体の周速ｖ１２との周速比ｖ１１／ｖ１２をΔｖ１とし、
前記画像形成モードにおける前記現像剤担持体の周速ｖ２１と前記像担持体の周速ｖ２２との周速比ｖ２１／ｖ２２をΔｖ２とした場合に、
Δｖ１＜Δｖ２である状態で、前記検知モードにおける前記像担持体上の現像剤量の検知結果に基づき、前記画像形成モードにおける前記中間転写体上の現像剤量が推定される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、周速比を変えることで、像担持体や中間転写体上の単位面積当たりの現像剤量を変えることにより、精度よく現像剤量を検知することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る、画像形成装置の概略図
【図２】実施例１と実施例２とに係る、プロセスカートリッジの概略図
【図３】実施例１と実施例２とに係る、光学センサーユニットの概略図
【図４】実施例１と実施例２とに係る、光学センサーユニットからの出力とトナー量の関係
【図５】実施例１に係る、感光ドラム上のトナー量を検知する検知モードのフローチャート
【図６】比較例１に係る、感光ドラム上のトナー量を検知する検知モードのフローチャート
【図７】実施例２に係る、画像形成装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１４】
本明細書では、以下のように用語を用いる。
【００１５】
画像形成装置とは、記録材に画像を形成する装置をいう。
【００１６】
プロセスカートリッジとは、少なくとも像担持体を有するものをいう。多くの場合、帯電手段、現像手段、クリーニング手段、像担持体と、を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能なカートリッジをいう。
【００１７】
また、現像装置とは、少なくとも現像剤担持体を有するものをいう。多くの場合、現像剤担持体、それを支持する現像枠体、それに関わる部品と、を一体化し、画像形成装置の装置本体に着脱可能な装置をいう。
【００１８】
装置本体とは、画像形成装置の構成から少なくともプロセスカートリッジを除いた装置構成部分のことである。また、現像装置が単独で装置本体に着脱可能な構成としても良く、その場合は、画像形成装置の構成から現像装置を除いた装置構成部分を装置本体とする。
【００１９】
［実施例１］
実施例１では、像担持体上の現像剤量（単位面積当たりの現像剤の質量）を検知部である正反射タイプの光学センサーユニットを用いて精度よく予測検知する実施形態について説明する。特に、像担持体である感光ドラム上に現像剤であるトナーの層が複数層形成するような画像形成を行う場合であっても精度よく予測検知することが可能である。
【００２０】
実施例１では、感光ドラムなどの像担持体上に現像剤量検知用のトナー像などの現像剤像を形成し、形成した現像剤像を検知部で検知する検知モードを有する。
【００２１】
そして、実施例１では画像形成時の感光ドラム上の現像剤量であるトナー量を予測する。このため、まず画像形成時の感光ドラムと現像ローラの周速比（現像ローラの移動速度／感光ドラムの移動速度）よりも検知モードの周速比（検知モードにおける現像ローラの移動速度／感光ドラムの移動速度）を小さくする。実施例１では、感光ドラムの移動速度を変えず、現像ローラの移動速度を遅くし周速比を落としている。移動速度とは、例えば、現像ローラであれば現像ローラの表面が移動する速度である。本実施例では、回転軸を中心に回転する現像ローラの外側表面が回転する移動速度である。
【００２２】
周速比を小さくした状態で、感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量を検知部である光学センサーユニットで検知する。検知モードでは、周速比を落としているため、感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量は、画像形成時の感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量よりも少ない。このため、〔１〕画像形成時の画像形成モードにおける周速比と〔２〕検知モードにおける周速比とを比較し、〔３〕検知モードにおける感光ドラムの単位面積あたりのトナー量から、画像形成時の感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量を予測している。検知モードにおける感光ドラム上の単位面積あたりのトナー量は検知部で精度よく検知できる単位面積当たりのトナー量の範囲になるように周速比を制御する。このため、画像形成時の単位面積当たりのトナー量を直接測定するよりもトナー量を精度よく検知することが可能になる。
【００２３】
検知モードの実行は、画像形成装置の電源ＯＮ時や画像形成条件を見直すべき適切なタイミングで行う。検知モードによって得られる感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量の情報を用いて各種設定条件を必要な範囲で変更することができる。例えば、感光ドラム上の単位面積あたりのトナー量の情報に基づき、紙上のトナー量を算出し定着温度を変えること、色味合わせの画像処理に利用すること、現像ローラ上の単位面積当たりトナー量を予測することができる。このため、以降、この感光ドラム上のトナー量を検知する検知モードを、単に検知モードと呼ぶ。
【００２４】
実施例１では、感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量を検知部で検知しているが、後述する中間転写体上に転写される単位面積当たりのトナー量を検知部で検知する構成でもよい。
【００２５】
以下、本実施例に係るプロセスカートリッジおよび画像形成装置について、その詳細を説明する。図１は、本実施例の画像形成装置２００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置２００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置２００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置２００に接続された画像読み取り装置あるいは画像形成装置に通信可能に接続されたパーンナルコンピュータ等のホスト機器（図示しない）から信号が送信される。送信された信号は、画像形成装置２００内のエンジンコントローラ２１４に備えられた制御部（制御手段）であるＣＰＵ２１５に入力される。
【００２６】
画像形成装置２００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。ここで、画像形成部は、プロセスカートリッジ２０８と、中間転写ベルト２０５を介して対向側に配置されている１次転写ローラ２１２から構成される。本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向（水平方向に対して斜め方向）に一列に配置されている。尚、本実施では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。ただし、構成によっては、画像形成部の形状、構成および動作は異なっていてもよい。例えば、ブラックの容量を大きくしたためプロセスカートリッジの外形が他のプロセスカートリッジよりも大きくなり、結果としてブラックの画像形成部が大きくなることもある。
【００２７】
本実施例の画像形成装置２００は、鉛直方向と交差する方向（水平方向に対して斜め）に並設された４個のドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラム２０１という）を有する（図１）。感光ドラム２０１は、図示矢印Ａ方向（時計方向）に駆動手段（駆動源）により駆動力を駆動力伝達部であるギアが受けて、その駆動力が伝達されて回転駆動される。この駆動手段は、感光ドラムの回転駆動速度（移動速度）に関して必要な範囲において制御することができる。感光ドラム２０１の周囲には、感光ドラム２０１の表面を均一に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２０２が配置されている。また、画像情報に基づきレーザーを照射して感光ドラム２０１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段としてのスキャナユニット（露光装置）２０３が配置されている。感光ドラム２０１の周囲には、静電像をトナー像として現像する現像手段としての現像ユニット（現像装置）２０４、感光ドラム２０１上のトナー量を検知する検知部である光学センサーユニット２２０が配置されている。また、転写後の感光ドラム２０１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード２０６、感光ドラム２０１上の電位を除電する前露光ＬＥＤ２１６が配置されている。また、４個の感光ドラム２０１に対向して、感光ドラム２０１上のトナー像を記録材２０７に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト２０５が配置されている。プロセスカートリッジ２０８は、感光ドラム２０１と、感光ドラム２０１へのプロセス手段としての帯電ローラ２０２、現像ユニット２０４及びクリーニングブレード２０６が一体的に構成され、画像形成装置２００に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ２０８は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ２０８内には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブランク（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。本実施例では現像剤として負帯電特性を持つトナーを用いて説明する。しかし、構成によっては正帯電特性トナーでもよく、磁性や非磁性でもよい。また、２成分現像剤でも構成によってはよい。
【００２８】
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト２０５は、全ての感光ドラム２０１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転する。中間転写ベルト２０５は、複数の支持部材として、駆動ローラ２０９、２次転写対向ローラ２１０、従動ローラ２１１に掛け渡されている。中間転写ベルト２０５の内周面側には、各感光ドラム２０１に対向するように、１次転写手段としての１次転写ローラ２１２が４個並設されている。そして、１次転写ローラ２１２に、図示しない１次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性（前述の通り本実施例では負極性）とは逆極性のバイアス（本実施例では正極性）が印加される。これによって、感光ドラム２０１上のトナー像が中間転写ベルト２０５上に転写される。また、中間転写ベルト２０５の外周面側において２次転写対向ローラ２１０に対向する位置には、２次転写手段としての２次転写ローラ２１３が配置されている。そして、２次転写ローラ２１３に、図示しない２次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト２０５上のトナー像が記録材２０７に転写される。トナー像が転写された記録材２０７は定着器２３０を通過することで熱定着され、機外に排出されることで最終プリント（トナー像が印刷された記録材）を得る。
【００２９】
本実施例では、各画像形成部に１次転写ローラを配置する構成であるが、１次転写ローラを４個から１個に共通化する構成でもよい。また、１次転写ローラ自体を無くし２次転写ローラからの電流で中間転写体表面と対向する感光ドラム表面に電位差を持たせ、トナー像を転写する形態でもよい。
【００３０】
次に、本実施例の画像形成装置２００に装着されるプロセスカートリッジ２０８の全体構成を図２に示す。図２は、感光ドラム２０１の長手方向（回転軸線方向）から見た本実施例のプロセスカートリッジ２０８の概略断面図である。なお、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ２０８の構成及び動作は同一である。プロセスカートリッジ２０８は、感光ドラム２０１等を備えた感光ユニット３０１と、現像ローラ３０２等を備えた現像ユニット２０４とを有する。感光ユニット３０１は、感光ユニット３０１内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体３０３を有する。クリーニング枠体３０３には、図示しない軸受を介して感光ドラム２０１が回転可能に取り付けられている。感光ドラム２０１は、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モーターの駆動力が感光ユニット３０１に設けられたギアに伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。画像形成プロセスの中心となる感光ドラム２０１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体を用いている。また、感光ユニット３０１には、感光ドラム２０１の周面上に接触するように、クリーニング部材２０６、帯電ローラ２０２が配置されている。クリーニング部材２０６によって感光ドラム２０１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体３０３内に落下、収容される。
【００３１】
帯電手段である帯電ローラ２０２は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム２０１に加圧接触することで従動回転する。ここで帯電ローラ２０２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム２０１に対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光ドラム２０１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述のスキャナユニット２０３は、画像データに対応して発光されるレーザー光により、感光ドラムを露光する。露光された感光ドラムは、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）となる静電潜像（静電像）が、感光ドラム２０１上に形成される。現像ユニット２０４は、現像剤担持体である現像ローラ３０２（回転方向は矢印Ｄ方向）、規制部材である現像ブレード３０９、現像剤供給部材であるトナー供給ローラ３０４（回転方向は矢印Ｅ方向）、現像剤であるトナー３０５を有する。また、トナー３０５の搬送部材でもある攪拌部材３０７、トナー３０５を収容するトナー収容室３０６を有する。トナー３０５は、攪拌部材３０７の動き（回転方向は矢印Ｇ方向）によって容器内を動き、その一部はトナー収容室３０６から現像室３０８に搬送される。現像ローラ３０２の回転駆動速度に関して必要な範囲において制御することができる。そして本実施形態においては、現像ローラ３０２には所定の現像バイアスＶｄｃ（現像電圧、現像電位）を印加する。バイアス（電圧）を印加することにより、感光ドラム２０１と現像ローラ３０２が当接する現像部２０１ａ，３０２ａにて、その電位差から、明部電位の部分にのみトナーを転移させることで感光ドラム上の静電潜像を顕像化しトナー像を形成する。
【００３２】
次に、感光ドラム２０１上のトナー量を検知する検知部である光学センサーユニット（以下、光学センサーという。）２２０について図３を用いて説明する。光学センサー２２０は、検知用のパッチに光を照射するＬＥＤ２２１送光系と、レンズ（不図示）、ピンホール（不図示）、フォトダイオード２２２によって感光ドラム２０１上の光学スポット径０．８ｍｍで結像される受光系によって構成されている。本実施例では、照射光をレンズによって感光ドラム２０１上に結像し、この部分を通過する検知用のパッチ（トナー像）の正反射光量を受光素子であるフォトダイオードで受光し、その光量をもとにトナー量を検知する構成となっている。正反射タイプの光学センサーを用いた場合の、感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー質量（ｋｇ／ｍ＾２）と検知された信号出力の関係を図４に示す。トナーが無い場合の背景部（トナーの無い場合の像担持体の表面）の信号出力の絶対値は、センサーの取付け精度や感光ドラムなどの像担持体の表面性によって変化する。このため、複数層のトナーがある場合の出力信号を背景部の出力信号で除算して正規化した値を用いることによって、これらの外乱要因によらずトナー濃度（トナー質量）を精度良く検知することが可能になる。この光学センサーなどの検知部自身の出力信号補正は、信号出力が光学センサーの取付け精度や像担持体の表面性によって変わるため、検知モードの度に必ず実行する必要はない。新品カートリッジ時の最初の画像形成前（最初の現像前）などの適切なタイミングで検知部自身の出力信号補正を１度行えば十分な場合が多い。また、新品のプロセスカートリッジが画像形成装置に装着された後で、最初の画像形成前に検知部で検出した信号を、検知モードで検知部が検出する信号の補正値として用いてもよい。制御手段は、画像形成装置の本体にプロセスカートリッジが装着されてから最初の画像形成動作を行う前に、プロセスカートリッジに対し検知モードにおける検知部の検出信号を補正してもよい。具体的には、例えば、ユーザーにより濃度補正の指令が入力されたとき、または、高濃度モードが選択されたとき、検知信号の補正を行っても良い。
【００３３】
本実施例および比較例で用いている正反射タイプの光学センサーでは、その検知精度が感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー質量（ｋｇ／ｍ＾２）で、以下の表１の結果となった。〔１〕単位面積当たりのトナー質量（ｋｇ／ｍ＾２）の検知結果と〔２〕実際の重量測定の結果との質量（ｋｇ／ｍ＾２）差が０．０００５以内に収まるかで実用範囲内と実用範囲外とを判別した。これは本実施例と比較例における記録材２０７上のトナーの二次色で定着温度を変えるべき単位面積当たりのトナー質量を区別できるかどうかによって決めた。
【００３４】
【表１】
2017146589.tif 000003
【００３５】
単位面積当たりのトナー質量（ｋｇ／ｍ＾２）が０〜０．００３０（ｋｇ／ｍ＾２）では感光ドラム２０１上のトナー層が１層になっていることが光学顕微鏡による観察からわかった。また同様の観察で０．００４５（ｋｇ／ｍ＾２）以上では感光ドラム２０１上のトナー層が複数層になっていることが確認できた。光学センサー２２０は正反射タイプを用いているため、対象面からの鏡面反射光がトナーによって隠されることによる光量の減少によってトナー量を検知するものである。したがって、トナー層が略１層の範囲では検知精度が高く、１層〜２層の範囲では大凡の検知可能であり、３層はトナーの層の密度により検知可能な場合もある。しかし、トナー層が４層以上になると検知精度が低くなる。１層ではなく略１層である理由は、１層よりも少し上にトナーが載っている場合にもトナーとトナーの隙間を埋めて行くために対象面からの鏡面反射光を減少させて、検知精度は良い範囲があるためである。
【００３６】
次に検知精度の高い範囲になる単位面積当たりのトナー質量について説明する。まず、１層になる単位面積当たりの最大トナー質量をＭ（ｋｇ／ｍ＾２）、トナーの平均半径をＲ（ｍ）、トナーの比重をρ（ｋｇ／ｍ＾３）、平面上最密充填面積率をＨとする。平面上最密充填面積率Ｈとは、トナーが全て同じ大きさの球と仮定した際に、ある平面上に１層で配置できる最大投影面積と平面の面積の比率である。この球の配置は六方充填配置と呼ばれ、その面積比であるＨはπ／１２≒０．９０６９となっている。トナーを平均半径の集まりと仮定すると、（単位平面に入る最大トナーの数）＝Ｈ／（πＲ＾２）となる。つまり、トナーが１層の場合の理論的な単位面積当たりの最大トナー質量は、Ｍ＝（トナーの体積）×ρ×（単位平面に入る最大トナーの数）＝（４／３×πＲ＾３）×ρ×（Ｈ／（πＲ＾２））＝４／３×Ｒ×ρ×Ｈとなる。現実的には、トナーは半径の分布を持つため、平面上の充填面積率は、平面上最密充填面積率Ｈよりも小さい。したがって、１層以下になる単位面積当たりのトナー質量は４／３×Ｒ×ρ×Ｈよりも小さいと予想される。実際に検討を行うと、少なくとも単位面積当たりのトナー質量が４／３×Ｒ×ρ×Ｈ以下の範囲においては高精度の検知を行うことができた。これにより、トナーが１層以下では高精度に検知できることが示された。また、現実のトナーの平面上の充填面積率は平面上最密充填面積率Ｈよりも小さいため、トナーが１層より多く載る場合でも、高精度に検知できる範囲があることが示された。そのため、（検知精度の高い範囲になる単位面積当たりのトナー質量）≦４／３×Ｒ×ρ×Ｈとなる。本実施例では、４／３×Ｒ×ρ×Ｈ＝０．００３０２である。本実施例における平均半径は２．５ｕｍ（２．５×１０＾−６［ｍ］）、比重は１×１０＾３（ｋｇ／ｍ＾３）であった。平均粒径はＢＥＣＫＭＡＮ  ＣＯＵＬＴＥＲ社製のＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３、比重は真密度計を用いて測定した。
【００３７】
上述した構成において、画像形成を行うものの、電位バラツキ等により現像されるトナー量に変動をきたす場合がある。変動した場合、濃度ムラや色味ムラ等の画像が生じる場合があった。そのため本実施例では、現像ローラ上に形成された電荷を付与されたトナーの電荷量に対し、十分な潜像電界を形成し、ベタ黒画像のような高印字画像パターンにおいて、現像ローラから全て（またはほぼ全て）のトナーが感光ドラムへ現像するようにした。所謂「１００％現像設定」を採用している。そのため、現像後の現像ローラ３０２上のトナーはほとんどいない。十分な潜像を形成することで、電位変動などの要因で現像性がばらつく場合においても、安定したトナー像である現像画像を得ることを可能としている。
【００３８】
昨今のカラーＬＢＰ（ｃｏｌｏｒ  ｌａｓｅｒ  ｂｅａｍ  ｐｒｉｎｔｅｒ）では、より豊かな画像を得ることを目的として、画像濃度の高濃度化、色味の選択範囲の拡大、色味の増大などが要望されている。その目的を果たすために、一般的な画像濃度を得るためのモードに加え、濃度や色味の増大を実現するため、感光ドラムと現像ローラの周速比を変化させ、現像するトナー量を増加させる技術の提案がなされている。周速比は、制御部であるＣＰＵからの信号で制御される。以下、感光ドラム２０１と現像ローラ３０２の周速比を変化させることで通常画像形成時（通常の画像形成モード）よりも現像する単位面積当たりのトナー量を増加させるモードを「高濃度モード」と呼ぶ。高濃度モードも画像形成モードの一種である。ここで、周速比は次のように定義する。（感光ドラムと現像ローラの周速比［％］）＝｛（現像ローラ表面の回転速度）／（感光ドラム表面の回転速度）｝×１００［％］と定義する。以下では、感光ドラムと現像ローラの周速比を単純に「周速比」と簡略的に表現する。
【００３９】
しかし、この高濃度モードにおいてトナー量検知を行うと検知精度が低下する場合があることがわかった。そこで、鋭意検討し、高濃度モード（本発明の「画像形成モード」を構成する）で画像形成を行う画像形成装置でもトナー量検知を精度よく行う検知方法を見出した。その検知方法について以下で説明する。
【００４０】
この検知方法は、感光ドラム上のトナー量を検知する検知モード（本発明の「検知モード」を構成する）の結果を用い、高濃度モード（画像形成モード）での感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量を予測（推定）することからなる。
【００４１】
なお、本実施例では、画像形成モードおよび検知モードは、制御手段によって実行される。
【００４２】
まず、検知モードの動作について図５を用いて説明する。検知モードの実行要求（Ｓ１０１）がエンジンコントローラ２１４からされると検知モードが行われる。検知モードでは、まず周速比８０％で感光ドラム２０１と現像ローラ３０２とを回転始動する（Ｓ１０２）。本実施例における周速比は、感光ドラム２０１の回転速度を通常画像形成時（非高濃度モード時）の回転速度と同じにし（変更せず）、現像ローラ３０２の回転速度を変えることで周速比の設定を行った。検知モードにおける周速比、現像バイアス、潜像設定に関して詳細を下記に示す。検知モード時の周速比は８０％であり、通常画像形成時（非高濃度モード時）や高濃度モード時に対して小さくなっている。例えば、通常画像形成時の周速比を１５０％、高濃度モード時の周速比を２５０％（Δｖ２）と設定すると、検知モードの周速比は８０％（Δｖ１）であるため、非高濃度モード時や高濃度モード時より小さくなる。つまり、Δｖ１＜Δｖ２の関係が成り立つ。概念的には、検知モードにおける現像剤担持体と像担持体との周速比（前記現像剤担持体の移動速度／前記像担持体の移動速度）をΔｖ１としている。
【００４３】
ここで本実施例における通常画像形成時の感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー量を、０．００２８（ｋｇ／ｍ＾２）としている。前述したように感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー量を、４／３×Ｒ×ρ×Ｈ＝０．００３０２以下にする必要があるため、本実施例では周速比を８０％とした。周速比をΔｖ、現像ローラ３０２上の単位面積当たりのトナー量をＧ（ｋｇ／ｍ＾２）とすると、Δｖ≦（４／３×Ｒ×ρ×Ｈ）／Ｇを満たす周速比にする必要がある。つまり、検知モードの周速比をΔｖ１とすると、Δｖ１≦（４／３×Ｒ×ρ×Ｈ）／Ｇとなる。言い換えると、Δｖ１は、感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量が、理論上１層以下になるように設定する。周速比の下限に関しては、光学センサーユニット２２０の検知可能な下限量以上の感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー量になる周速比以上あればよい。本実施例における通常印刷時の周速比は１５０％、高濃度モード時の周速比は２５０％である。高濃度モードでは、高濃度モードの周速比をΔｖ２とすると、Δｖ２＞（４／３×Ｒ×ρ×Ｈ）／Ｇの関係が成り立つ。検知モード時の現像コントラストは‐２００Ｖとなっている。ここで現像コントラストとは、（現像バイアスＶｄｃ）−（感光ドラム上の明部電位Ｖｌ）とし、トナーが現像ローラ３０２から感光ドラム２０１に現像するための電位差のことを示す。検知モード時において、ベタ黒のトナー部分が現像ローラ３０２からほぼ全て感光ドラム２０１へ現像する設定になっている。また、現像コントラストは、通常印刷時が−２００Ｖ、高濃度モード時が−３５０Ｖであり、検知モード時と同様にほぼ全てのトナーが感光ドラム２０１へ現像する設定である。
【００４４】
ここでほぼ全てのトナーが感光ドラム２０１へ現像するための条件について詳細を説明する。感光ドラム２０１に形成された静電潜像と現像ローラ３０２に印加された現像バイアスとで形成される現像ニップ部での現像コントラストによって、現像ローラ３０２上のトナーは感光ドラム２０１へと現像される。現像コントラストによって現像されるトナーの現像可能量は、供給されたトナーの帯電電荷量の総量に対し、感光ドラムの静電容量（Ｃ）と現像コントラスト（ΔＶｃ）の積で決められる。つまり、Ｃ（静電容量）×ΔＶｃ（現像コントラスト）が現像ニップ部で現像ローラから感光ドラムへ現像可能な単位面積当たりのトナーの帯電電荷量の総量を表している。また、感光ドラムに供給されるトナーの帯電電荷の総量は、現像ローラ上の単位面積当たりの帯電電荷量（Ｑ／Ｓ）と感光ドラムに対する周速比（Δｖ）に応じて決まり、Ｑ／Ｓ×Δｖの積であらわされる。
【００４５】
以上のことから、現像コントラストに対し現像可能なトナー量は、Ｑ／Ｓ（電荷量）×Δｖ（周速比）＝Ｃ（静電容量）×ΔＶｃ（現像コントラスト）の関係式で表される。つまり、Ｑ／Ｓ×Δｖ≦Ｃ×ΔＶｃとなった場合、現像ローラから供給されるトナーの総電荷量は感光ドラムが受け取れる電荷量よりも少ないことから、現像ローラ上のトナーは感光ドラムへほぼ全て又は全て現像される条件となる。
【００４６】
実際に検討を行うと、ΔＶｃ＝−２００［Ｖ］の際、Δｖ＝２１０［％］の条件下で感光ドラム上のＭ／Ｓは鈍化する、Ｑ／Ｓ×Δｖが−０．３２×１０−３程度（Ｑ／Ｓ＝−０．１５×１０−３ｑ／ｍ＾２）である。以上の結果と、Ｑ／Ｓ×Δｖ＝Ｃ×ΔＶｃの関係から、感光ドラムの容量Ｃ＝１．６×１０−６［Ｆ］となった。Ｑ／Ｓは、ＴＲＥＫ社製の吸引式小型帯電量測定装置（ＭＯＤＥＬ  ２１２ＨＳ）を用いて測定した。
【００４７】
続いて上述した現像設定において感光ドラム２０１上にトナー検知用の静電潜像を形成し、その静電潜像に現像ローラ３０２からトナーを現像することで検知用トナーパッチを作像する（Ｓ１０３）。その検知用トナーパッチを光学センサー２２０によりトナー量検知を行う（Ｓ１０４）。検知が終了したら、検知した情報を不揮発性メモリ９０１に記録し（Ｓ１０５）、感光ドラム上トナー量検知モードの動作を終了する（Ｓ１０６）。
【００４８】
次に、高濃度モード時の感光ドラム２０１上のトナー量の予測に関して説明する。本実施例の高濃度モード時の周速比が２５０％、検知モードの周速比が８０％となっている。このため、感光ドラム上トナー量検知モードで得たトナー量情報に対して（２５０％／８０％）倍＝３．１２５倍することで高濃度モード時の感光ドラム２０１上の単位面積あたりのトナー量を予測する。実際には不揮発性メモリ９０１に記録されたトナー量情報を用いて、制御部であるＣＰＵ２１５で演算を行う。上述のように、感光ドラム２０１と現像ローラ３０２の周速比を落とし、感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー量を高精度に検知することによって、高濃度モード時のトナー量を高精度で予測することが可能となる。本実施例における周速比の設定は、通常印刷時（非高濃度モード時）の感光ドラム２０１の回転速度（駆動速度）を変えずに現像ローラ３０２の回転速度（駆動速度）を変えることで設定を行った。しかし、これに限定されるものではなく、現像ローラの回転速度を一定にして感光ドラムの回転速度を変更してもよい。また、現像ローラと感光ドラムの両方の回転速度を変更して周速比を変更してもよい。この感光ドラム２０１の通常印刷時（非高濃度モード時）の回転速度（駆動速度）は、感光ドラム２０１の表面の移動速度が２００ｍｍ／ｓｅｃとなるようにしている。このため、本実施例では周速比が８０％であれば、現像ローラの表面の移動速度は１６０ｍｍ／ｓｅｃで、周速比が２５０％であれば、現像ローラの表面の移動速度は５００ｍｍ／ｓｅｃとなる。
【００４９】
このように、検知モードにおける現像剤担持体の周速ｖ１１と像担持体の周速ｖ１２との周速比ｖ１１／ｖ１２をΔｖ１とし、画像形成モードにおける現像剤担持体の周速ｖ２１と像担持体の周速ｖ２２との周速比ｖ２１／ｖ２２をΔｖ２とした場合に、制御手段は、Δｖ１＜Δｖ２とした状態で、検知モードにおける像担持体上の現像剤量の検知結果に基づき、画像形成モードにおける像担持体上の現像剤量を推定することができる。
【００５０】
（比較例１）
次に比較例における高濃度モード時の検知モードの動作について図６を用いて説明する。検知モードの実行要求（Ｓ２０１）がエンジンコントローラ２１４からされると検知モードが行われる。高濃度モード時の検知モードでは、周速比２５０％（＝高濃度モードにおける周速比）で感光ドラム２０１と現像ローラ３０２が回転始動する（Ｓ２０２）。高濃度モード時の検知モードの現像コントラストは−３５０Ｖとなっている。これは実施例１と同様にベタ黒部が現像ローラ３０２からほぼ全てのトナーが感光ドラム２０１へ現像する設定になっている。次に実施例１と同様に検知用トナーパッチを形成して（Ｓ２０３）、光学センサー２２０によりトナー量検知を行う（Ｓ２０４）。検知が終了したら、検知した情報を不揮発性メモリ９０１に記録し（Ｓ２０５）、高濃度モード時の検知モードの動作を終了する（Ｓ２０６）。
【００５１】
〈検知精度検討〉
実施例１と比較例１で周速比を複数に渡って実施し、検知精度の検討を行った。トナー量の測定方法としては検知用の静電潜像を感光ドラム２０１上に形成し、検知用トナーパッチを作像して、感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー質量（ｋｇ／ｍ＾２）を実際に付着したトナーを採取することで測定した。測定の結果と検知結果の比較により、以下の指標で評価した。
○：検知結果と実測結果の差が０．０００５（ｋｇ／ｍ＾２）以内
×：検知結果と実測結果の差が０．０００５（ｋｇ／ｍ＾２）を超えた
〈検知精度結果〉
表２に周速比を幾つか振ることで比較例と本実施例の検知精度（予測精度）を比較した結果を示す。周速比１５０％の感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー質量（ｋｇ／ｍ＾２）は０．００４３になった。周速比２００％の感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー質量（ｋｇ／ｍ＾２）は０．００５７になった。周速比２５０％の感光ドラム２０１上の単位面積当たりのトナー質量（ｋｇ／ｍ＾２）は０．００７５となった。
【００５２】
【表２】
2017146589.tif 000004
【００５３】
実施例１では周速比１５０％から２５０％の範囲に渡って、良好な検知精度が得られた。これは２００％や２５０％と言った高濃度モードにおいても、検知モード中に感光ドラム２０１と現像ローラ３０２との周速比を落とし、感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量を高精度に検知している。これによって、高濃度モード時のトナー量を高精度で予測することができたためである。
【００５４】
比較例１では、検知モードでも周速比が２００％、２５０％となることにより、感光ドラム２０１上のトナー層が３層以上となり、光学センサによる検出精度が低下した結果、検知精度が低下してしまった。
【００５５】
このように本実施例を用いることで高濃度モードでの予測の精度を向上することができる。本実施例では検知時に略１層以内となる周速比８０％を用いたが、周速比を画像形成時に対して遅くすることでトナー量が検知部で精度よく検知できる範囲まで落とすことができれば大凡の検知は可能となる。
【００５６】
また、本実施形態においては、必要な濃度を出すための周速比を決定する際に、現像ローラ上のトナー量から必要な周速が精度よく予測できる。これは、現像ローラ上のトナー量がほぼ全て感光ドラムに移り、現像ローラ上のトナー量がほぼ一定であるためである。そのため、複数の周速を振りながら複数のパッチ検知をする必要がない。したがって、複数の周速を振りながら複数のパッチ検知をする検知方法に比べて検知時間とトナー消費量を削減することができる。
【００５７】
本実施例では周速比の変更を現像ローラ３０２の駆動速度を変更することで行った。これは本実施例において、現像ローラ３０２上の単位面積当たりのトナー量が回転速度（駆動速度）によらないことが確認されていたためである。一成分非磁性現像方式における接触式の現像ブレードでの規制では現像ローラ上のトナー量が回転速度（駆動速度）によらないことが多い。より精度よく高濃度モードにおける感光ドラム上のトナー量を検知するために、高濃度モードにおける現像ローラ３０２の駆動速度に対して所望の周速比になるように感光ドラム２０１の駆動速度を変える方法もある。
【００５８】
本実施例における周速比やバイアスは一例であって、本実施例に限定されるものではない。また、感光ドラム上のトナー量に関する情報を用いて印刷条件を変える例として、定着温度や画像処理を例に上げたが、その他バイアスや潜像設定、紙間距離、トナー残量検知、等の設定条件の変更にフィードバックしてもよい。
【００５９】
以上のように、実施例１では、感光ドラム２０１に対する現像ローラ３０２の周速比を落とし、感光ドラム上のトナー量を高精度に検知することにより、高濃度モード時の感光ドラム２０１上のトナー量を高精度で予測することができる。
【００６０】
［実施例２］
実施例１は、『感光ドラム２０１上』においてトナー量を検知部である光学センサー２２０によって検知する実施例である。
【００６１】
実施例２は、実施例１において感光ドラム２０１にそれぞれの画像形成ステーションの感光ドラム２０１に対向設置されていた光学センサー２２０が中間転写体である中間転写ベルト２０５に一つだけ対向する形で設置されている。つまり、『中間転写体上』におけるトナー量を検知部である光学センサーによって検知する実施例である。本実施例によれば、光学センサー２２０の個数を少なくでき、コスト削減できる。
【００６２】
それ以外については実施例１と重複する部分が多く、実施例２の説明で実施例１と重複する箇所については省略する。
【００６３】
以下、本実施例に係るプロセスカートリッジおよび画像形成装置について、その詳細を説明する。図７は本実施例の画像形成装置２００の概略断面図である。画像形成ステーションは、プロセスカートリッジ２０８と、中間転写体である中間転写ベルト２０５を介して対向側に配置されている１次転写ローラ２１２から構成される。本実施例では光学センサー２２０をプロセスカートリッジ２０８よりも中間転写ベルト２０５の移動方向下流側で２次転写対向ローラ２１０の中間転写ベルト２０５の移動方向上流側に設置している。
【００６４】
〈実施例２のトナー量検知方法〉
実施例２における高濃度モード時の中間転写体のトナー量検知方法を説明する。印刷条件（画像形成条件）は、実施例１、比較例１と同様であり、通常画像形成時の周速比が１５０％に対して、高濃度モード時の周速比は２５０％となっている。
【００６５】
それぞれの潜像設定は、通常画像形成時の現像コントラストが‐２００Ｖ、高濃度モード時の現像コントラストが‐３５０Ｖになるように設定している。この現像コントラストは、現像ローラ３０２からほとんど全てのトナーが感光ドラム２０１へ現像する設定である。
【００６６】
まず、本実施例では中間転写体上の単位面積当たりのトナー量を検知するモードを行う（以下、検知モードという。）。この検知モードを行うことで高濃度モード時の中間転写体上の単位面積当たりのトナー量を予測検知する。本実施例に検知モードについて説明する。本実施例の検知モードは、感光ドラム２０１上に検知用のパッチ潜像（現像コントラスト：−２００Ｖ）を形成し、この潜像に対して現像ローラ３０２から周速比８０％でトナーを供給することで、検知用トナーパッチを形成する。形成した検知用トナーパッチを中間転写ベルト２０５に一次転写することで中間転写ベルト２０５上に検知用トナーパッチを形成する。この中間転写ベルト２０５上の検知用トナーパッチに対して検知部である光学センサー２２０を用いて検知を行う。検知用のパッチ潜像の現像コントラストは、現像ローラ３０２からほとんど全てのトナーが感光ドラム２０１へ現像する設定になっており、パッチ潜像の潜像電位をトナーの電荷が埋めきっていない状態である。本実施例では一次転写効率は９４〜９８％であった。そこで、感光ドラム２０１上のトナーが中間転写ベルト２０５上に転写される際に、トナー量として一次転写効率の平均値である９６％に減っているとした。そして、中間転写ベルト２０５上のトナー量検知情報にその転写効率の逆数をかけることで感光ドラム２０１上のトナー量を推定し、現像ローラ上の単位面積当たりのトナー量の情報を得ている。その後、現像ローラ上のトナー量情報から高濃度モード時の感光ドラム２０１のトナー量予測する方法については実施例１と同様である。ここで表３に周速比を幾つか振った際の検知精度の結果を示す。
【００６７】
【表３】
2017146589.tif 000005
【００６８】
表３に示すように本実施例を用いることで周速比が大きい場合の予測精度が向上することがわかる。加えて、実施例１に対して光学センサー２２０を４つから１つに削減できるため、コストと本体スペースの削減ができる。
【００６９】
本実施例における周速比やバイアスは一例であって、本実施例に限定されるものではない。中間転写体上の単位面積あたりのトナー量に関する情報を用いて印刷条件（画像形成条件）を変える例としては次のようなものがある。現像や帯電などのバイアスや潜像、紙間距離、トナー残量検知などの設定条件などがある。
【００７０】
以上のように、感光ドラム２０１と現像ローラ３０２の周速比を落とし、中間転写ベルト２０５上のトナー量を高精度に検知することで、高濃度モード時の感光ドラム２０１上のトナー量を高精度で予測することができる。
【００７１】
即ち、本実施例においても、検知モードにおける現像剤担持体の周速ｖ１１と像担持体の周速ｖ１２との周速比ｖ１１／ｖ１２をΔｖ１とし、画像形成モードにおける現像剤担持体の周速ｖ２１と像担持体の周速ｖ２２との周速比ｖ２１／ｖ２２をΔｖ２とした場合に、制御手段は、Δｖ１＜Δｖ２とした状態で、検知モードにおける像担持体上の現像剤量の検知結果に基づき、画像形成モードにおける中間転写体上の現像剤量を推定することができる。また、画像形成モードにおける中間転写体上の現像剤量の推定値に基づき、像担持体上の現像剤量を予測することもできる。
【００７２】
（その他）
これまでの実施例では、検知モードの周速比と画像形成モードの周速比が異なる実施例で説明したが、複数の画像形成モードがある場合に、その１つの画像形成モードの周速比と検知モードの周速比とが同じ周速比でもよい。例えば、第１画像形成モードと第２画像形成モードがあり、第１画像形成モードが周速比（Δｖ２）２５０％、第２画像形成モードが周速比（Δｖ３）８０％、検知モードの周速比（Δｖ１）が８０％のような設定も可能である。この場合、Δｖ３＜Δｖ２とΔｖ１＝Δｖ３の関係が成り立つ。
【００７３】
即ち、画像形成モードは、さらに第１画像形成モードと、第２画像形成モードを有し、第１画像形成モードにおいける現像剤担持体の周速をｖ２１とし、像担持体の周速をｖ２２とし、現像剤担持体の周速ｖ２１と像担持体の周速ｖ２２との周速比ｖ２１／ｖ２２をΔｖ２とし、第２画像形成モードにおける現像剤担持体の周速をｖ３１と像担持体の周速ｖ３２との周速比ｖ３１／ｖ３２をΔｖ３とした場合に、Δｖ３＜Δｖ２である。なお、Δｖ１＝Δｖ３である。
【００７４】
また、これまでの実施例では、正反射タイプの光学センサーを用いているが、構成によっては乱反射タイプの光学センサーを用いてもよい。ただし、乱反射タイプは、光源から濃度パッチに照射された光が全方向へ散乱光として散乱した光を検知するものであり、反射光は弱く、トナーの分光感度によって反射率が変化することを考慮する必要がある。
【００７５】
一方、これまで説明してきた正反射タイプは、図３に示すように、ＬＥＤ等の光源からパッチに照射する光の光軸と反射光の光軸が対象面となす角が等しくなるいわゆる鏡面反射光を検知するものである。正反射光を検知する場合は、対象面からの鏡面反射光がトナーによって隠されることによる光量の減少によってトナー量を検知するものである。このため、正反射光を検知する場合は、トナーの分光感度によらず、又、光強度の絶対値が高いという特徴がある。そのため、トナーが２層以上になるような状態において、鏡面反射光が弱くなり、結果として検知精度が落ちてしまうことであることがわかった。
【００７６】
また、これまでの実施例では、現像ローラ上のトナーはすべて感光ドラムに移ることを前提に説明してきたが、必ずしもそのような装置構成でなくてもよい。あくまでの単位面積当たりのトナー量が検知部で検知できるように周速比を変えるものであれば、本発明の利用することが可能である。また、本発明では、転写ベルト２０５を有さない構成であってもよい。
【００７７】
これまで説明してきたように、本発明は、周速比を変えることで、単位面積当たりの現像剤量を変えることにより、精度よく現像剤量を検知することが可能になる。
【符号の説明】
【００７８】
２０１  感光ドラム（像担持体）
２０２  帯電ローラ
２０５  中間転写ベルト（中間転写体）
２０６  クリーニング部材
２０８  プロセスカートリッジ
２１２  １次転写ローラ
２１３  ２次転写ローラ
２１４  ＣＰＵ（制御部）
２２０  光学センサーユニット（検知部）
２２２  フォトダイオード
３０２  現像ローラ（現像剤担持体）
【図１】
2017146589.tif 000006
【図２】
2017146589.tif 000007
【図３】
2017146589.tif 000008
【図４】
2017146589.tif 000009
【図５】
2017146589.tif 000010
【図６】
2017146589.tif 000011
【図７】
2017146589.tif 000012