JP2020012929A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二成分現像方式が適用された画像形成装置において、従来よりも精度の良いトナーの帯電量を取得できるようにする。【解決手段】モード制御部９８４は、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で、現像バイアスの交流電圧の周波数ｆを変化させながら、互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像を感光体ドラム２０上に形成し、測定された各参照用トナー像の濃度を重量に換算して得られる各参照用トナー像のトナー量Ｍと各参照用トナー像の形成中に測定された現像電流の電流値の代表値との関係を示す参照用直線Ｌを生成し、前記参照用直線Ｌを用いてトナーの帯電量を取得する。【選択図】図２

Description

本発明は、二成分現像方式が適用された画像形成装置に関する。

従来から、感光体ドラム（像担持体）と現像装置と転写部材とを備え、シートに画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、感光体ドラム上に形成された静電潜像が現像装置によって顕在化され、感光体ドラム上にトナー像が形成される。そして、このトナー像が転写部材によってシートに転写される。また、静電潜像を顕在化し、トナー像を形成する現像技術として、トナー及びキャリアを含む現像剤を使用する二成分現像技術が知られている。

二成分現像では、印字枚数、環境変動、印字モード（１ジョブあたりの連続印字枚数）及び印字率等の影響を受けて、現像剤が劣化し、トナーの帯電量が変化するという現象が見られる。その結果、画像濃度の低下、トナーかぶりの発生やトナー飛散の増加といった問題が発生する。このような問題に対応するため、従来、印字枚数、環境変動、印字モード及び印字率等からトナーの帯電量変化を予測し、トナー濃度、現像バイアス、感光体の表面電位、現像ローラーの回転速度、飛散トナーを回収する吸引ファンの出力等を調整し、画像濃度の低下やトナーかぶりの悪化、トナー飛散の悪化を抑制する技術が採用されていた。

しかしながら、これらの技術は、印字枚数、環境変動、印字モード及び印字率のそれぞれの条件下での予測を組み合わせたものに過ぎず、複数の条件が複合的に変化すると、トナーの帯電量を正確に予測することは困難であった。

このため、従来からトナーの帯電量を正確に予測する技術が提案されている。例えば、特許文献１では、現像剤を担持する現像ローラーに現像バイアスを印加している際に、感光体ドラムと現像ローラーとの間を流れる電流（以降、現像電流）の電流値が測定される。当該測定された現像電流の電流値は、現像ローラーから感光体ドラムに移動したトナーの電荷量と仮定される。また、現像されたトナー像の濃度の測定結果からトナー量が換算される。そして、このトナーの電荷量とトナー量とからトナーの帯電量が算出される。

特開２００５−１８９７９０号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、一個のトナー像の濃度及び当該一個のトナー像を形成中の現像電流の電流値が其々一回測定され、各測定結果からトナーの帯電量が算出される。このため、各測定の誤差がそのままトナーの帯電量に反映され、トナーの帯電量が精度良く算出されない虞があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、二成分現像方式が適用された画像形成装置において、従来よりも精度の良いトナーの帯電量を取得できるようにすることを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、回転され、表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面に前記静電潜像を形成する露光装置と、前記像担持体に対向して配置され、回転され、周面にトナー及びキャリアからなる現像剤を担持するとともに前記像担持体にトナーを供給することで前記トナー像を形成する現像ローラーと、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記現像ローラーに印加可能な現像バイアス印加部と、前記トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、前記像担持体と前記現像ローラーとの間を流れる現像電流の電流値を測定する電流測定部と、帯電量取得部と、を備え、前記帯電量取得部は、前記露光装置及び前記現像バイアス印加部を制御して、前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で、前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら、互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像を前記像担持体上に形成する参照用トナー像現像動作と、前記濃度測定部によって測定された各参照用トナー像の濃度を重量に換算して得られる前記各参照用トナー像のトナー量と、前記各参照用トナー像の形成中に前記電流測定部によって測定された前記現像電流の電流値の代表値と、の関係を示す参照用直線を生成する参照用直線生成動作と、前記参照用直線を用いてトナーの帯電量を取得する帯電量取得動作と、を実行する。

本構成によれば、現像ローラーと像担持体との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら、互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像が形成される。そして、測定された各参照用トナー像の濃度を重量に換算して得られる各参照用トナー像のトナー量と、各参照用トナー像の形成中に測定された現像電流の電流値の代表値と、の関係を示す参照用直線が生成される。そして、当該生成された参照用直線が示す参照用トナー像のトナー量と参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値の代表値との関係を用いて、トナーの帯電量が取得される。

つまり、本構成によれば、複数の参照用トナー像の濃度及び複数の参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値の測定結果から生成された、一個のトナー像のトナー量と当該一個のトナー像の形成中に流れる現像電流の電流値の代表値との関係を用いて、トナーの帯電量が取得される。このため、従来と同様に、一個のトナー像の濃度及び当該一個のトナー像を形成中の現像電流の電流値を其々一回測定し、各測定結果を用いてトナーの帯電量を取得する場合よりも、取得されるトナーの帯電量に各測定の誤差がそのまま反映される虞を軽減することができる。これにより、従来よりも精度良くトナーの帯電量を取得することができる。

また、前記帯電量取得部は、前記参照用トナー像現像動作において、前記露光装置を制御して、同一の複数の参照用潜像を前記像担持体上に形成し、前記現像バイアス印加部を制御して、前記複数の参照用潜像の其々を、前記現像バイアスの交流電圧の周波数が互いに異なるようにして顕在化することで、前記複数の参照用トナー像を生成してもよい。

本構成によれば、像担持体上に形成された同一の複数の参照用潜像を、現像バイアスの交流電圧の周波数が互いに異なるようにして顕在化した複数の参照用トナー像を用いて、トナーの帯電量が取得される。

このため、像担持体上に形成された互いに異なる複数の参照用潜像を、現像バイアスの交流電圧の周波数が互いに異なるようにして顕在化した複数の参照用トナー像を用いてトナーの帯電量を取得する場合よりも、静電潜像の相違がトナーの帯電量に与える影響を排除して、精度の良いトナーの帯電量を取得することができる。

また、前記帯電量取得部は、前記帯電量取得動作において、前記参照用直線の傾きと、前記参照用トナー像現像動作において各参照用トナー像の形成に要した時間の代表値と、の積を前記トナーの帯電量として取得してもよい。

本構成によれば、参照用直線の傾きと参照用トナー像現像動作において各参照用トナー像の形成に要した時間の代表値との積が示す、参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値の代表値と各参照用トナー像の形成に要した時間の代表値との積を、参照用トナー像のトナー量によって除算した結果が、トナーの帯電量として取得される。

このため、本構成によれば、参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値の代表値と各参照用トナー像の形成に要した時間の代表値との積を、参照用トナー像の形成時に移動したトナーの電荷量であるものと仮定し、当該仮定したトナーの電荷量を参照用トナー像のトナー量によって除算した結果（＝トナーの電荷量／トナー量）を、トナーの帯電量として適切に取得することができる。

または、前記帯電量取得部は、前記帯電量取得動作において、前記露光装置及び前記現像バイアス印加部を制御して、前記像担持体上に測定用トナー像を形成した場合に、前記参照用直線上で、前記測定用トナー像の形成中に前記電流測定部によって測定された前記現像電流の電流値の代表値と同じ代表値に関係付けられているトナー量を、前記測定用トナー像のトナー量として取得し、当該取得した前記測定用トナー像のトナー量と前記測定用トナー像の形成中に前記電流測定部によって測定された前記現像電流の電流値の積分値とを用いて、前記トナーの帯電量を取得してもよい。

本構成によれば、複数の参照用トナー像の濃度及び複数の参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値の測定結果から生成された参照用直線が示す、参照用トナー像のトナー量と当該参照用トナー像の形成中に測定された現像電流の電流値の代表値との関係から、測定用トナー像のトナー量が取得される。

このため、従来と同様に、測定用トナー像の濃度を一回だけ測定し、当該測定した濃度から測定用トナー像のトナー量を換算する場合よりも、取得される測定トナー像のトナー量に、測定トナー像の濃度の測定の誤差がそのまま反映される虞を軽減することができる。これにより、従来よりもトナーの帯電量の取得に用いるトナー量を精度良く取得することができる。その結果、従来よりも精度良く取得されたトナー量と測定用トナー像を形成中の現像電流の電流値の積分値とを用いて、従来よりも精度良くトナーの帯電量を取得することができる。

また、前記帯電量取得部は、前記帯電量取得動作において、前記測定用トナー像の形成中に前記電流測定部によって測定された前記現像電流の電流値の積分値から、前記参照用直線上で０のトナー量に関連付けられている前記現像電流の電流値の代表値と前記測定用トナー像の形成に要した時間との積を減算した結果を、前記測定用トナー像に含まれるトナーの電荷量として仮定し、当該仮定した前記トナーの電荷量を、前記取得した前記測定用トナー像のトナー量によって除算した結果を、前記トナーの帯電量として取得してもよい。

本発明者は、測定用トナー像の形成中に測定された現像電流の電流値には、トナーを現像ローラーから像担持体に移動させる電流だけでなく、キャリア中を流れる電流の電流値が含まれることを知見した。

本構成によれば、帯電量取得動作において、上記知見に基づき、測定用トナー像の形成中に測定された現像電流の電流値の積分値から、参照用直線上で０のトナー量に関連付けられている現像電流の電流値の代表値と測定用トナー像の形成に要した時間との積が示す測定用トナー像の形成中にキャリア中を流れた電流の電流値の積分値を除外し、トナーを現像ローラーから像担持体上の測定用トナー像に移動させる電流の電流値の積分値だけを、測定用トナー像に含まれるトナーの電荷量として精度良く仮定することができる。その結果、当該精度良く仮定されたトナーの電荷量を用いて、より精度良く測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得することができる。

本発明によれば、二成分現像方式が適用された画像形成装置において、従来よりも精度良くトナーの帯電量を取得できる。

画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 現像装置の断面図及び制御部の電気的構成を示したブロック図である。 画像形成装置の現像動作の模式図である。 感光体ドラム及び現像ローラーの電位の大小関係を示す模式図である。 現像ＤＣバイアスを変化させながら形成した複数の参照用トナー像の濃度又はトナー量と当該複数の参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値との関係の一例を示す図である。 現像バイアスとキャリアの抵抗値との関係の一例を示す図である。 現像ＤＣバイアスを変化させながら形成した複数の参照用トナー像の濃度又はトナー量と当該複数の参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値に含まれるトナー電流値及びキャリア電流値との関係の一例を示す図である。 現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら形成した複数の参照用トナー像の濃度又はトナー量と当該複数の参照用トナー像形成中の現像電流の電流値に含まれるトナー電流値及びキャリア電流値との関係の一例を示す図である。 モード制御部により実行される帯電量測定モードのフローチャートである。 各参照用トナー像の濃度から換算したトナー量と各参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値との関係の一例を示す図である。 参照用直線からトナー量を取得する一例を示す図である。

（実施形態）
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。また、画像形成装置は、単色（モノクロ）画像を形成するものでもよい。

図１は、画像形成装置１０の内部構造を示す断面図である。この画像形成装置１０は、箱形の筐体構造を備える装置本体１１を備える。この装置本体１１内には、シートＰを給紙する給紙部１２、給紙部１２から給紙されたシートＰに転写するトナー像を形成する画像形成部１３、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット１４、画像形成部１３にトナーを補給するトナー補給部１５、及び、シートＰ上に形成された未定着トナー像をシートＰに定着する処理を施す定着部１６が内装されている。さらに、装置本体１１の上部には、定着部１６で定着処理の施されたシートＰが排紙される排紙部１７が備えられている。

装置本体１１の上面の適所には、シートＰに対する出力条件等を入力操作するための操作パネル１８が設けられている。この操作パネル１８には、電源キーや出力条件を入力するためのタッチパネルや各種の操作キーが設けられている。

装置本体１１内には、さらに、画像形成部１３より右側位置に、上下方向に延びるシート搬送路１１１が形成されている。シート搬送路１１１には、適所にシートを搬送する搬送ローラー対１１２が設けられている。また、シートのスキュー矯正を行うと共に、後記する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートを送り込むレジストローラー対１１３が、シート搬送路１１１における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路１１１は、シートＰを給紙部１２から排紙部１７まで、画像形成部１３及び定着部１６を経由して搬送させる搬送路である。

給紙部１２は、給紙トレイ１２１、ピックアップローラー１２２、及び給紙ローラー対１２３を備える。給紙トレイ１２１は、装置本体１１の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートＰが積層されたシート束Ｐ１を貯留する。ピックアップローラー１２２は、給紙トレイ１２１に貯留されたシート束Ｐ１の最上面のシートＰを１枚ずつ繰り出す。給紙ローラー対１２３は、ピックアップローラー１２２によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。

給紙部１２は、装置本体１１の、図１に示す左側面に取り付けられる手差し給紙部を備える。手差し給紙部は、手差しトレイ１２４、ピックアップローラー１２５、及び給紙ローラー対１２６を備える。手差しトレイ１２４は、手差しされるシートＰが載置されるトレイであり、手差しでシートＰを給紙する際、図１に示すように、装置本体１１の側面から開放される。ピックアップローラー１２５は、手差しトレイ１２４に載置されたシートＰを繰り出す。給紙ローラー対１２６は、ピックアップローラー１２５によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。

画像形成部１３は、シートＰに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。この画像形成ユニットとして、本実施形態では、後記する中間転写ベルト１４１の回転方向上流側から下流側に向けて（図１に示す左側から右側へ）順次配設された、マゼンタ（Ｍ）色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１３Ｍ、シアン（Ｃ）色の現像剤を用いるシアン用ユニット１３Ｃ、イエロー（Ｙ）色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１３Ｙ、及びブラック（Ｂｋ）色の現像剤を用いるブラック用ユニット１３Ｂｋが備えられている。各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋは、それぞれ感光体ドラム２０（像担持体）と、感光体ドラム２０の周囲に配置された帯電装置２１、現像装置２３、一次転写ローラー２４及びクリーニング装置２５とを備える。また、各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋ共通の露光装置２２が、画像形成ユニットの下方に配置されている。

感光体ドラム２０は、その軸回りに回転駆動され、その表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する。この感光体ドラム２０としては、一例として、公知のアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）感光体ドラムや有機（ＯＰＣ）感光体ドラムが用いられる。帯電装置２１は、感光体ドラム２０の表面を所定の帯電電位に均一に帯電する。帯電装置２１は、帯電ローラーと、前記帯電ローラーに付着したトナーを除去するための帯電クリーニングブラシとを備える。露光装置２２は、帯電装置２１よりも感光体ドラム２０の回転方向下流側に配置され、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラー等の各種の光学系機器を有する。露光装置２２は、前記帯電電位に均一に帯電された感光体ドラム２０の表面に、画像データに基づき変調された光を照射して露光することで、静電潜像を形成する。

現像装置２３は、露光装置２２よりも感光体ドラム２０の回転方向下流側に配置されている。現像装置２３は、現像ローラー２３１を含む。現像ローラー２３１は、所定の現像ニップ部ＮＰ（図３）において感光体ドラム２０に対向して配置されている。現像ローラー２３１は、回転され、周面にトナー及びキャリアからなる現像剤を担持するとともに感光体ドラム２０にトナーを供給することで前記トナー像を形成する。

一次転写ローラー２４は、中間転写ユニット１４に備えられている中間転写ベルト１４１を挟んで感光体ドラム２０とニップ部を形成する。更に、一次転写ローラー２４は、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１４１上に一次転写する。クリーニング装置２５は、トナー像転写後の感光体ドラム２０の周面を清掃する。

中間転写ユニット１４は、画像形成部１３とトナー補給部１５との間に設けられた空間に配置され、中間転写ベルト１４１と、図略のユニットフレームにて回転可能に支持された駆動ローラー１４２と、従動ローラー１４３と、バックアップローラー１４６と、濃度センサー１００と、を備える。

中間転写ベルト１４１は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム２０の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー１４２及び従動ローラー１４３、１４６に架け渡されている。中間転写ベルト１４１は駆動ローラー１４２の回転により周回駆動される。従動ローラー１４３の近傍には、中間転写ベルト１４１の周面上に残存したトナーを除去するベルトクリーニング装置１４４が配置されている。

濃度センサー１００（濃度測定部）は、ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋよりも下流側において中間転写ベルト１４１に対向して配置されており、中間転写ベルト１４１上に形成されたトナー像の濃度を測定する。尚、他の実施形態において、濃度センサー１００は、感光体ドラム２０上のトナー像の濃度を測定するものでもよく、また、シートＰ上に定着されたトナー像の濃度を測定するものでもよい。

駆動ローラー１４２に対向して、中間転写ベルト１４１の外側には、二次転写ローラー１４５が配置されている。二次転写ローラー１４５は、中間転写ベルト１４１の周面に圧接されて、駆動ローラー１４２との間で転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト１４１上に一次転写されたトナー像は、給紙部１２から供給されるシートＰに、転写ニップ部において二次転写される。すなわち、中間転写ユニット１４及び二次転写ローラー１４５は、感光体ドラム２０上に担持されたトナー像をシートＰに転写する転写部として機能する。また、駆動ローラー１４２には、その周面を清掃するためのロールクリーナー２００が配置されている。

トナー補給部１５は、画像形成に用いられるトナーを貯留するものであり、本実施形態ではマゼンタ用トナーコンテナ１５Ｍ、シアン用トナーコンテナ１５Ｃ、イエロー用トナーコンテナ１５Ｙ及びブラック用トナーコンテナ１５Ｂｋを備える。これらトナーコンテナ１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋは、それぞれＭ／Ｃ／Ｙ／Ｂｋ各色の補給用トナーを貯留するものである。コンテナ底面に形成されたトナー排出口１５Ｈから、Ｍ／Ｃ／Ｙ／Ｂｋ各色に対応する画像形成ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋの現像装置２３に各色のトナーが補給される。

定着部１６は、内部に加熱源を備えた加熱ローラー１６１と、加熱ローラー１６１に対向配置された定着ローラー１６２と、定着ローラー１６２と加熱ローラー１６１とに張架された定着ベルト１６３と、定着ベルト１６３を介して定着ローラー１６２と対向配置され定着ニップ部を形成する加圧ローラー１６４とを備えている。定着部１６へ供給されたシートＰは、前記定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、前記転写ニップ部でシートＰに転写されたトナー像は、シートＰに定着される。

排紙部１７は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹部の底部に排紙されたシートＰを受ける排紙トレイ１７１が形成されている。定着処理が施されたシートＰは、定着部１６の上部から延設されたシート搬送路１１１を経由して、排紙トレイ１５１へ向けて排紙される。

（現像装置について）
図２は、現像装置２３の断面図及び制御部９８０の電気的構成を示したブロック図である。現像装置２３は、現像ハウジング２３０と、現像ローラー２３１と、第１スクリューフィーダー２３２と、第２スクリューフィーダー２３３と、規制ブレード２３４とを備える。現像装置２３には、二成分現像方式が適用されている。

現像ハウジング２３０には、現像剤収容部２３０Ｈが備えられている。現像剤収容部２３０Ｈには、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤が収容されている。また、現像剤収容部２３０Ｈは、現像剤が現像ローラー２３１の軸方向の一端側から他端側に向かう第１搬送方向（図２の紙面と直交する方向、後から前に向かう方向）に搬送される第１搬送部２３０Ａと、軸方向の両端部において第１搬送部２３０Ａに連通され、第１搬送方向とは逆の第２搬送方向に現像剤が搬送される第２搬送部２３０Ｂとを含む。第１スクリューフィーダー２３２及び第２スクリューフィーダー２３３は、図２の矢印Ｄ２２、Ｄ２３方向に回転され、それぞれ、現像剤を第１搬送方向及び第２搬送方向に搬送する。特に、第１スクリューフィーダー２３２は、現像剤を第１搬送方向に搬送しながら、現像ローラー２３１に現像剤を供給する。現像剤に含まれるトナーは、第１搬送方向及び第２搬送方向に循環搬送される間に、キャリアとの間で摩擦帯電する。一方、現像剤に含まれるキャリアは、第１搬送方向及び第２搬送方向に循環搬送される間に、トナーとの摩擦によって、削れたり、汚染される虞がある。

現像ローラー２３１は、現像ニップ部ＮＰ（図３）において、感光体ドラム２０に対向して配置されている。現像ローラー２３１は、回転されるスリーブ２３１Ｓと、スリーブ２３１Ｓの内部に固定配置された磁石２３１Ｍとを備える。磁石２３１Ｍは、Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２及びＳ３極を備える。Ｎ１極は主極とし機能し、Ｓ１極及びＮ２極は搬送極として機能し、Ｓ２極は剥離極として機能する。また、Ｓ３極は、汲み上げ極及び規制極として機能する。一例として、Ｓ１極、Ｎ１極、Ｓ２極、Ｎ２極及びＳ３極の磁束密度は、５４ｍＴ、９６ｍＴ、３５ｍＴ、４４ｍＴ及び４５ｍＴに設定される。現像ローラー２３１のスリーブ２３１Ｓは、図２の矢印Ｄ２１方向に回転される。現像ローラー２３１は、回転され、現像ハウジング２３０内の現像剤を受け取って現像剤層を担持し、感光体ドラム２０にトナーを供給する。尚、本実施形態では、現像ローラー２３１は、感光体ドラム２０と対向する位置において、同方向（ウィズ方向）に回転する。

規制ブレード２３４（層厚規制部材）は、現像ローラー２３１に所定の間隔をおいて配置され、第１スクリューフィーダー２３２から現像ローラー２３１の周面上に供給された現像剤の層厚を規制する。

現像装置２３を備える画像形成装置１０は、更に、現像バイアス印加部９７１と、駆動部９７２と、電流測定部９７３と、制御部９８０とを備える。制御部９８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。

現像バイアス印加部９７１は、直流電源と交流電源とから構成され、後記のバイアス制御部９８２からの制御信号に基づき、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを現像ローラー２３１に印加する。

駆動部９７２は、モーター及びそのトルクを伝達するギア機構からなり、後記の駆動制御部９８１からの制御信号に応じて、現像動作時に、感光体ドラム２０に加え、現像装置２３内の現像ローラー２３１及び第１スクリューフィーダー２３２、第２スクリューフィーダー２３３を回転駆動させる。尚、駆動部９７２は、画像形成装置１０のその他の部材を駆動（回転）する駆動力を更に発生する。

電流測定部９７３は、電流計からなり、現像バイアス印加部９７１によって現像ローラー２３１に現像バイアスが印加されているときに、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間を流れる電流（以降、現像電流）の電流値を測定する。電流測定部９７３によって測定された電流値は、制御部９８０によって参照される。

制御部９８０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部９８１、バイアス制御部９８２、記憶部９８３及びモード制御部９８４（帯電量取得部）を備えるように機能する。

駆動制御部９８１は、駆動部９７２を制御して、現像ローラー２３１、第１スクリューフィーダー２３２、第２スクリューフィーダー２３３を回転駆動させる。また、駆動制御部９８１は、不図示の駆動機構を制御して、感光体ドラム２０を回転駆動させる。

バイアス制御部９８２は、現像ローラー２３１から感光体ドラム２０にトナーが供給される現像動作時に、現像バイアス印加部９７１を制御して、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間に直流電圧及び交流電圧の電位差を設ける。前記電位差によって、トナーが現像ローラー２３１から感光体ドラム２０に移動される。

記憶部９８３は、駆動制御部９８１、バイアス制御部９８２及びモード制御部９８４によって参照される各種の情報を記憶している。例えば、記憶部９８３には、現像ローラー２３１の回転数や環境に応じて調整される現像バイアスの値等が記憶されている。また、記憶部９８３には、モード制御部９８４によって各種の情報が記憶される。

モード制御部９８４は、帯電量測定モードを実行する。具体的には、モード制御部９８４は、帯電量測定モードにおいて、参照用トナー像現像動作と、参照用直線生成動作と、帯電量取得動作と、を実行する。

詳しくは、モード制御部９８４は、参照用トナー像現像動作において、露光装置２２及び現像バイアス印加部９７１を制御して、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら、互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像を感光体ドラム２０上に形成する。

モード制御部９８４は、参照用直線生成動作において、濃度センサー１００によって測定された各参照用トナー像の濃度を重量に換算して得られる各参照用トナー像のトナー量と、各参照用トナー像の形成中に電流測定部９７３によって測定された現像電流の電流値の代表値と、の関係を示す参照用直線を生成する。

モード制御部９８４は、帯電量取得動作において、参照用直線を用いてトナーの帯電量を取得する。

（二成分現像について）
以下、二成分現像について説明する。図３は、画像形成装置１０の現像動作の模式図である。図４は、感光体ドラム２０及び現像ローラー２３１の電位の大小関係を示す模式図である。

図３に示すように、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間には、現像ニップ部ＮＰが形成されている。現像ローラー２３１上に担持されるトナーＴＮ及びキャリアＣＡは磁気ブラシを形成する。現像ニップ部ＮＰにおいて、磁気ブラシからトナーＴＮが感光体ドラム２０側に供給され、トナー像ＴＩが形成される。

図４に示すように、感光体ドラム２０の表面電位は、帯電装置２１によって、背景部電位Ｖ０（Ｖ）に帯電される。その後、露光装置２２によって露光光が照射されると、感光体ドラム２０の表面電位が、印刷される画像に応じて背景部電位Ｖ０から最大で画像部電位ＶＬ（Ｖ）まで変化される。一方、現像ローラー２３１には、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃが印加されるとともに、直流電圧Ｖｄｃに不図示の交流電圧が重畳されている。

この場合、表面電位Ｖ０と現像バイアスの直流成分Ｖｄｃとの電位差が、感光体ドラム２０の表面における静電潜像が形成されていない背景部へのトナーかぶりを抑制する電位差となる。一方、露光後の表面電位ＶＬと現像バイアスの直流成分Ｖｄｃとの電位差が、感光体ドラム２０の表面に形成された静電潜像に、プラス極性のトナーを移動させる現像電位差となる。更に、現像ローラー２３１に印加される交流電圧によって、現像ローラー２３１から感光体ドラム２０へのトナーの移動が促進される。

個々のトナーは、現像ハウジング２３０内で循環搬送される間に、キャリアとの間で摩擦帯電する。各トナーの帯電量は、上記の現像バイアスによって感光体ドラム２０側に移動するトナー量に影響する。したがって、画像形成装置１０においてトナーの帯電量が精度よく予測することが可能になると、印字枚数、環境変動、印字モード及び印字率等に応じて現像バイアスやトナー濃度を調整することで、良好な画質を維持することができる。このため、従来から、例えば上記特許文献１に記載のように、トナーの帯電量を正確に予測する技術が提案されている。

（従来技術の問題について）
上記提案されている技術を画像形成装置１０に適用したとする。この場合、一個のトナー像が感光体ドラム２０上に形成され、当該一個のトナー像の形成中に電流測定部９７３によって測定された、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間を流れる現像電流の電流値が、現像ローラー２３１から感光体ドラム２０に移動したトナーの電荷量であるものとして仮定される。

また、濃度センサー１００によって、感光体ドラム２０に形成された前記一個のトナー像の濃度が測定される。そして、当該測定された濃度が重量に換算されて、前記一個のトナー像のトナー量が算出される。当該算出されたトナー量と前記仮定されたトナーの電荷量とから、前記一個のトナー像に含まれるトナーの帯電量が算出される。

つまり、上記提案されている技術では、一個のトナー像の濃度及び当該一個のトナー像を形成中の現像電流の電流値が其々一回測定され、各測定結果からトナーの帯電量が算出される。このため、各測定の誤差がそのままトナーの帯電量に反映され、トナーの帯電量が精度良く算出されない虞があった。

（精度の良いトナーの帯電量の取得方法について）
本発明者は、上記の様な状況に鑑み、複数のトナー像の濃度と当該複数のトナー像を形成中の現像電流の電流値を測定した結果から、一個のトナー像のトナー量と当該一個のトナー像を形成中の現像電流の電流値との関係を生成し、当該関係を用いてトナーの帯電量を取得することで、各測定の誤差がそのままトナーの帯電量に反映される虞を軽減することについて鋭意検討し続けた。

具体的には、本発明者は、先ず、トナーの帯電量の取得のために参照される複数のトナー像（以降、参照用トナー像）を形成するため、同一の複数の静電潜像（以降、参照用潜像）を感光体ドラム２０上に形成し、現像バイアス電圧の直流成分（以降、現像ＤＣバイアス）を変化させながら、各参照用潜像を顕在化（現像）した。ここで、同一の複数の静電潜像とは、帯電装置２１によって背景部電位Ｖ０（図４）に帯電された感光体ドラム２０の表面電位を、露光装置２２によって同一光量の露光光を照射させることで形成された、露光後の表面電位ＶＬが同一の複数の静電潜像を示す。その結果、本発明者は、現像ＤＣバイアスを変化させながら各参照用潜像を現像させると、互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像が形成されることを知見した。

そして、本発明者は、各参照用トナー像の濃度及び各参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値を測定し、当該測定した濃度と当該測定した電流値との関係について考察を行った。

図５は、現像ＤＣバイアスを変化させながら形成した複数の参照用トナー像の濃度又はトナー量と当該複数の参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値との関係の一例を示す図である。その結果、本発明者は、図５に示すように、現像ＤＣバイアスを増大させると、参照用トナー像の濃度及び参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値は共に増大し、更に、参照用トナー像の濃度の増大に応じて、参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値が線形的に増大することを知見した。また、本発明者は、参照用トナー像の濃度を、公知の関数を用いて重量に換算することで得られるトナー量と参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値との関係も、参照用トナー像の濃度と参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値との関係と同様であることを知見した。

更に、本発明者は、感光体ドラム２０上における静電潜像が形成された画像部と現像ローラー２３１との間を流れる現像電流と、感光体ドラム２０上における静電潜像が存在しない背景部と現像ローラー２３１との間を流れる現像電流とでは、流れる電流成分が異なることを知見した。

具体的には、本発明者は、前記画像部と現像ローラー２３１との間を流れる現像電流には、トナーの移動によって流れる電流とキャリア中を流れる電流との二種類の電流成分が含まれるが、前記背景部にはトナーの移動が生じないので、前記背景部と現像ローラー２３１との間を流れる現像電流には、キャリア中を流れる電流成分だけが含まれることを知見した。

図６は、現像バイアスとキャリアの抵抗値との関係の一例を示す図である。そして、本発明者は、キャリアの電気的特性を調査した。その結果、本発明者は、図６に示すように、キャリアは、現像ＤＣバイアスが増大するにつれて、非線形にインピーダンス（抵抗値）が低下する特性を有することを知見した。

図７は、現像ＤＣバイアスを変化させながら形成した複数の参照用トナー像の濃度又はトナー量と当該複数の参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値に含まれるトナー電流値及びキャリア電流値との関係の一例を示す図である。本発明者は、上述した知見から、図５に示した参照用トナー像の形成中に測定された現像電流の電流値は、図７に示すように、現像ＤＣバイアスが増大するにつれて非線形的に増大する、キャリア中を流れる電流の電流値（以降、キャリア電流値）と、トナーの移動によって流れる電流の電流値（以降、トナー電流値）と、を含むことを知見した。

これにより、本発明者は、現像ＤＣバイアスを変化させながら互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像を形成した場合、各参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値には、現像ＤＣバイアスが増大するにつれて非線形的に増大するキャリア電流値が含まれるため、前記現像電流の電流値が、トナーの電荷量を示すものとして精度良く仮定できないことを知見した。

そこで、本発明者は、現像ＤＣバイアスを変化させることに代えて、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら、上記と同様の同一の複数の参照用潜像を顕在化（現像）した。その結果、本発明者は、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら、同一の複数の参照用潜像を現像させた場合も、互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像が形成されることを知見した。

図８は、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら形成した複数の参照用トナー像の濃度又はトナー量と当該複数の参照用トナー像形成中の現像電流の電流値に含まれるトナー電流値及びキャリア電流値との関係の一例を示す図である。具体的には、本発明者は、図８に示すように、前記周波数を増大させると、参照用トナー像の濃度及び参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値は共に減少し、更に、参照用トナー像の濃度の減少に応じて、参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値が線形的に減少することを知見した。また、本発明者は、参照用トナー像の濃度を、公知の関数を用いて重量に換算することで得られるトナー量及び参照用トナー像形成時の現像電流の電流値の関係も、参照用トナー像の濃度及び参照用トナー像形成時の現像電流の電流値の関係と同様であることを知見した。

また、本発明者は、キャリアの電気的特性を調査したところ、キャリアは、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させてもインピーダンスは変化しない特性を有することを知見した。そこで、本発明者は、上述した知見から、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら、同一の複数の参照用潜像を現像させた場合、図８に示すように、現像電流の電流値Ｉには、現像バイアスの交流電圧の周波数によって変動しない一定のキャリア電流値Ｉｃと、参照用トナー像の濃度（又はトナー量）の増大に応じて線形的に増大するトナー電流値Ｉｔと、が含まれることを知見した。

これにより、本発明者は、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら、同一の複数の参照用潜像を現像させた場合、参照用トナー像の濃度（又はトナー量）が変化したとしてもキャリア電流値Ｉｃは一定となり、参照用トナー像の濃度（又はトナー量）の変化量に対する現像電流の電流値Ｉの変化量は、参照用トナー像の濃度（又はトナー量）の変化量に対するトナー電流値Ｉｔの変化量と同じになることを知見した。

その結果、本発明者は、トナー電流値Ｉｔとキャリア電流値Ｉｃとを個別に測定できなくても、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させて複数のトナー像を形成することによって、トナー像を形成中のキャリア電流値Ｉｃを一定にして、トナー像の濃度（又はトナー量）を変化させることができることを知見した。

上述した知見から、本発明者は、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら、互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像を形成し、各参照用トナー像のトナー量と各参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値Ｉとの関係を示す参照用直線を生成し、実際に印字（画像形成）に使用する際の現像バイアスで、トナーの帯電量を測定するための測定用トナー像を形成（現像）中に現像電流の電流値Ｉを測定し、前記参照用直線上で、当該測定した電流値Ｉに関係付けられているトナー量を取得することで、測定用トナー像のトナー量を精度良く取得できることを知見した。

その結果、本発明者は、当該精度良く取得した測定用トナー像のトナー量と測定用トナー像の形成中に測定した現像電流の電流値の積分値とを用いて、測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を精度良く算出できることを知見した。ここで、測定用トナー像の形成中に測定した現像電流の電流値の積分値とは、測定用トナー像を現像している期間中に測定された現像電流の電流値の積算値である。

尚、測定用トナー像の形成中に測定した現像電流の電流値の積分値は、これに限らず、測定用トナー像を現像している期間中に測定された現像電流の電流値の代表値と測定用トナー像を現像している期間（測定用トナー像の形成に要した時間）との積であってもよい。ここで、測定用トナー像を現像している期間中に測定された現像電流の電流値の代表値とは、測定用トナー像を現像している期間中に測定された現像電流の電流値の平均値、最大値又は最小値等である。

（帯電量測定モードについて）
以下、本発明者が上記知見に基づき想起した、モード制御部９８４が実行する帯電量測定モードの詳細について説明する。図９は、モード制御部９８４により実行される帯電量測定モードのフローチャートである。図１０は、各参照用トナー像の濃度から換算したトナー量Ｍと各参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値Ｉとの関係の一例を示す図である。図１１は、参照用直線Ｌからトナー量Ｍを取得する一例を示す図である。

図９に示すように、モード制御部９８４は、帯電量測定モードを開始すると、現像バイアスの交流電圧の周波数ｆを変化させるための変数ｎをｎ＝１に設定する（ステップＳ０１）。尚、モード制御部９８４は、操作パネル１８を用いて入力された指示に従って帯電量測定モードを開始する。又は、モード制御部９８４は、例えば、画像形成装置１０の起動時等の所定のタイミングで自動的に帯電量測定モードを開始する。

そして、モード制御部９８４は、駆動制御部９８１及びバイアス制御部９８２を制御して、感光体ドラム２０の回転動作を開始させ、予め設定された基準現像バイアスを印加した状態で、現像ローラー２３１を１回転以上回転させた後、現像バイアスの交流電圧の周波数ｆを、第ｎの周波数ｆｎ（ｎ＝１）に設定する（ステップＳ０２）。

基準現像バイアスは、帯電量測定モードが直前の画像形成の履歴の影響を受けないために設定される。通常、この基準現像バイアスには、印字（画像形成）に使用する際の所定の現像バイアスが適用される。また、基準現像バイアスとして直流電圧のみが適用されると、上記の履歴の解消効果が弱いので、直流電圧及び交流電圧が重畳的に適用されることが望ましい。ただし、ステップＳ０２において、基準現像バイアスを印加した状態で現像ローラー２３１を１回転以上回転させる動作は、必須ではなく、省略してもよい。

次に、モード制御部９８４は、バイアス制御部９８２によって現像バイアス印加部９７１を制御させることで、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で、交流電圧の周波数ｆが第ｎの周波数ｆｎに設定された現像バイアスを現像ローラー２３１に印加させ、予め設定された参照用トナー像を感光体ドラム２０上に形成（現像）させる。また、モード制御部９８４は、電流測定部９７３によって、参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値を測定させる（ステップＳ０３）。

具体的には、モード制御部９８４は、ステップＳ０３において、露光装置２２を制御して、感光体ドラム２０上に、予め設定された参照用潜像を形成（現像）する。そして、モード制御部９８４は、バイアス制御部９８２によって現像バイアス印加部９７１を制御させることで、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で、交流電圧の周波数ｆが第ｎの周波数ｆｎに設定された現像バイアスを現像ローラー２３１に印加させる。これにより、参照用潜像を顕在化した参照用トナー像が感光体ドラム２０上に形成される。

そして、参照用トナー像の現像が終了し（ステップＳ０４でＹＥＳ）、参照用トナー像が感光体ドラム２０から中間転写ベルト１４１に転写されると（ステップＳ０５）、モード制御部９８４は、濃度センサー１００によって、参照用トナー像の濃度を測定させる（ステップＳ０６）。

そして、モード制御部９８４は、ステップＳ０６で測定された参照用トナー像の濃度及び参照用トナー像の現像中に測定された現像電流の電流値の代表値を第ｎの周波数ｆｎと対応付けて記憶部９８３に記憶する（ステップＳ０７）。ここで、現像電流の電流値の代表値とは、例えば、参照用トナー像の形成中に測定された現像電流の電流値の平均値、最大値又は最小値等である。

次に、モード制御部９８４は、周波数に関する変数ｎが予め設定された規定回数Ｎと等しいか否かを判定する（ステップＳ０８）。変数ｎが規定回数Ｎと等しくない場合（ステップＳ０８でＮＯ）、ｎの値が１つカウントアップされ（ｎ＝ｎ＋１、ステップＳ１３）、ステップＳ０２からステップＳ０７までが繰り返される。尚、測定の精度を高くするためには、規定回数Ｎが２以上に設定されることが望ましく、３以上に設定されることが更に望ましい。尚、本実施形態では、規定回数Ｎが５に設定されているものとしている。

一方、変数ｎが規定回数Ｎと等しい場合（ステップＳ０８でＹＥＳ）、モード制御部９８４は、記憶部９８３においてＮ個の周波数ｆと対応付けて記憶されているＮ個の参照用トナー像の濃度及びＮ個の参照用トナー像の現像中に測定された現像電流の電流値の代表値から、各参照用トナー像のトナー量と各参照用トナー像の現像中に測定された現像電流の電流値の代表値との関係を示す参照用直線を生成する（ステップＳ０９）。

具体的には、ステップＳ０９において、モード制御部９８４は、図１０に示すように、横軸を参照用トナー像のトナー量Ｍとし、縦軸を現像電流の電流値Ｉとする二次元座標系に、記憶部９８３においてＮ個の各周波数ｆ（例えば、２ｋＨｚ）と対応付けて記憶されている参照用トナー像の濃度を重量に換算して得られるトナー量Ｍ（例えば、４．５ｍｇ）及び記憶部９８３において当該各周波数ｆと対応付けて記憶されている現像電流の電流値Ｉの代表値（例えば、６．９μＡ）が示すＮ個の点をプロットする。そして、モード制御部９８４は、当該Ｎ個の点の近傍を通る近似直線（例えば、Ｉ＝１．５３６４Ｍ＋０．０７５５）を参照用直線Ｌとして生成する。

次に、モード制御部９８４は、ステップＳ０３と同様にして、バイアス制御部９８２によって現像バイアス印加部９７１を制御させることで、印字（画像形成）に使用する際の所定の現像バイアスを現像ローラー２３１に印加させ、予め設定された測定用トナー像を形成（現像）させる。また、モード制御部９８４は、電流測定部９７３によって、測定用トナー像を形成中の現像電流の電流値Ｉを測定させる（ステップＳ１１）。

そして、測定用トナー像の現像が終了すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、モード制御部９８４は、ステップＳ０９で生成した参照用直線Ｌ及びステップＳ１１で測定された測定用トナー像を形成中の現像電流の電流値Ｉを用いて、測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する（ステップＳ１２）。

具体的には、ステップＳ１２において、モード制御部９８４は、図１１に示すように、ステップＳ０９で生成した参照用直線Ｌ上で、ステップＳ１１で測定された現像電流の電流値Ｉの代表値（例えば、６．２μＡ）と同じ代表値に関係付けられているトナー量Ｍ（例えば、４．０ｍｇ）を測定用トナー像のトナー量Ｍとして取得する。

そして、モード制御部９８４は、ステップＳ１１で測定された現像電流の電流値Ｉの積分値を測定用トナー像のトナーの電荷量として仮定する。ここで、ステップＳ１１で測定された現像電流の電流値Ｉの積分値とは、ステップＳ１１で測定用トナー像を現像している期間中に電流測定部９７３によって測定された現像電流の電流値Ｉの積算値を示す。尚、ステップＳ１１で測定された現像電流の電流値Ｉの積分値は、これに限らず、ステップＳ１１で測定された現像電流の電流値Ｉの代表値（平均値、最大値又は最小値等）と測定用トナー像を現像している期間（測定用トナー像の形成に要した時間）との積であってもよい。

そして、モード制御部９８４は、当該仮定したトナーの電荷量を、前記取得した測定用トナー像のトナー量Ｍ（例えば、４．０ｍｇ）によって除算した結果（＝トナーの電荷量／トナー量Ｍ）を、測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量として取得する。

以上のように、帯電量測定モードでは、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で、現像バイアスの交流電圧の周波数ｆを変化させながら、互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像が形成される。そして、参照用トナー像の濃度及び参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値Ｉを其々規定回数Ｎ測定した結果から、参照用トナー像のトナー量Ｍと参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値Ｉの代表値との関係を示す参照用直線Ｌが生成される。

そして、当該生成された参照用直線Ｌが示す参照用トナー像のトナー量Ｍと参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値Ｉの代表値との関係から、測定用トナー像のトナー量Ｍが取得される。このため、従来と同様に、測定用トナー像の濃度を一回だけ測定し、当該測定した濃度から測定用トナー像のトナー量Ｍを換算する場合よりも、取得される測定トナー像のトナー量Ｍに、測定トナー像の濃度の測定の誤差がそのまま反映される虞を軽減することができる。

これにより、従来よりもトナーの帯電量の取得に用いるトナー量Ｍを精度良く取得することができる。その結果、従来よりも精度良く取得されたトナー量Ｍと、測定用トナー像の形成中の現像電流の電流値Ｉの積分値とを用いて、従来よりも精度良くトナーの帯電量を取得することができる。

また、帯電量測定モードでは、ステップＳ０３をＮ回行うことによって感光体ドラム２０上に形成された同一のＮ個の参照用潜像を、現像バイアスの交流電圧の周波数ｆｎが互いに異なるようにして顕在化した、互いに濃度が異なるＮ個の参照用トナー像を用いて、トナーの帯電量が取得される。

このため、感光体ドラム２０上に形成された互いに異なる複数の参照用潜像を、現像バイアスの交流電圧の周波数ｆが互いに異なるようにして顕在化した複数の参照用トナー像を用いて、トナーの帯電量を取得する場合よりも、静電潜像の相違がトナーの帯電量に与える影響を排除して、精度の良いトナーの帯電量を取得することができる。

（変形実施形態について）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取り得る。

（１）現像ローラー２３１の表面は、例えば、ローレット溝加工が施されたもの、凹形状（ディンプル）を有するもの、又は、ブラスト加工が施されたものであってよい。

（２）モード制御部９８４は、ステップＳ１２において、参照用直線Ｌ上で０のトナー量Ｍに関連付けられている現像電流の電流値Ｉの代表値（例えば、図１０及び図１１では、０．０７５５）が、キャリア電流値Ｉｃ（図８）を示しているものとし、ステップＳ１１で測定された現像電流の電流値Ｉの積分値から、参照用直線Ｌ上で０のトナー量Ｍに関連付けられている現像電流の電流値Ｉの代表値（例えば、０．０７５５）とステップＳ１１において測定用トナー像の現像（形成）に要した時間との積を減算した結果を、測定用トナー像に含まれるトナーの電荷量として仮定するようにしてもよい。

この場合、帯電量測定モードにおいて、上述した発明者の知見に基づき、測定用トナー像の形成中に測定された現像電流の電流値Ｉの積分値から、参照用直線Ｌ上で０のトナー量Ｍに関連付けられている現像電流の電流値Ｉの代表値と測定用トナー像の形成に要した時間との積が示す測定用トナー像の形成中にキャリア中を流れた電流の電流値Ｉｃの積分値を除外し、トナーを現像ローラー２３１から感光体ドラム２０に移動させる電流の電流値Ｉｔの積分値だけを、測定用トナー像に含まれるトナーの電荷量として精度良く仮定することができる。その結果、当該精度良く仮定されたトナーの電荷量を用いて、より精度良く測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得することができる。

（３）モード制御部９８４は、ステップＳ１０からステップＳ１１を省略して、ステップＳ１２において、参照用直線Ｌの傾き（例えば、図１０及び図１１に示す例では、１．５３６４）と、ステップＳ０３において各参照用トナー像の形成に要した時間の代表値（平均値、最大値又は最小値等）と、の積をトナーの帯電量として取得するようにしてもよい。

本構成によれば、参照用直線Ｌの傾きとステップＳ０３において各参照用トナー像の形成に要した時間の代表値との積が示す、参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値Ｉの代表値と各参照用トナー像の形成に要した時間の代表値との積を参照用トナー像のトナー量Ｍによって除算した結果が、トナーの帯電量として取得される。

このため、本構成によれば、参照用トナー像を形成中の現像電流の電流値Ｉの代表値と各参照用トナー像の形成に要した時間の代表値との積を、参照用トナー像の形成時に移動したトナーの電荷量であるものと仮定し、当該仮定したトナーの電荷量を参照用トナー像のトナー量Ｍによって除算した結果（＝トナーの電荷量／トナー量Ｍ）を、トナーの帯電量として適切に取得することができる。

（４）各ステップＳ０３において、モード制御部９８４が、露光装置２２を制御して、背景部電位Ｖ０（図４）に帯電された感光体ドラム２０の表面電位を、以前のステップＳ０３で用いた光量とは異なる光量の露光光を照射させることで、感光体ドラム２０上に、互いに異なる複数の参照用の静電潜像を形成するようにしてもよい。そして、モード制御部９８４が、感光体ドラム２０上に形成された互いに異なる複数の参照用の静電潜像を、現像バイアスの交流電圧の周波数ｆが互いに異なるようにして顕在化することで、互いに異なる濃度の複数の参照用トナー像を感光体ドラム２０上に形成するようにしてもよい。

（５）図１のように画像形成装置１０が複数の現像装置２３を有する場合、上記実施形態に係る帯電量測定モードを１つもしくは２つの現像装置２３で行い、その結果を他の現像装置２３で利用してもよい。

１０ 画像形成装置
２０ 感光体ドラム（像担持体）
２２ 露光装置
２３１ 現像ローラー
１００ 濃度センサー（濃度測定部）
９７１ 現像バイアス印加部
９７２ 駆動部
９７３ 電流測定部
９８０ 制御部
９８１ 駆動制御部
９８２ バイアス制御部
９８３ 記憶部
９８４ モード制御部（帯電量取得部）
Ｉ 現像電流の電流値
Ｌ 参照用直線
Ｍ トナー量
ｆ 周波数

Claims (5)

1. 回転され、表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体の表面に前記静電潜像を形成する露光装置と、
   前記像担持体に対向して配置され、回転され、周面にトナー及びキャリアからなる現像剤を担持するとともに前記像担持体にトナーを供給することで前記トナー像を形成する現像ローラーと、
   直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記現像ローラーに印加可能な現像バイアス印加部と、
   前記トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、
   前記像担持体と前記現像ローラーとの間を流れる現像電流の電流値を測定する電流測定部と、
   帯電量取得部と、を備え、
   前記帯電量取得部は、
   前記露光装置及び前記現像バイアス印加部を制御して、前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で、前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら、互いに濃度が異なる複数の参照用トナー像を前記像担持体上に形成する参照用トナー像現像動作と、
   前記濃度測定部によって測定された各参照用トナー像の濃度を重量に換算して得られる前記各参照用トナー像のトナー量と、前記各参照用トナー像の形成中に前記電流測定部によって測定された前記現像電流の電流値の代表値と、の関係を示す参照用直線を生成する参照用直線生成動作と、
   前記参照用直線を用いてトナーの帯電量を取得する帯電量取得動作と、
   を実行する画像形成装置。
2. 前記帯電量取得部は、前記参照用トナー像現像動作において、前記露光装置を制御して、同一の複数の参照用潜像を前記像担持体上に形成し、前記現像バイアス印加部を制御して、前記複数の参照用潜像の其々を、前記現像バイアスの交流電圧の周波数が互いに異なるようにして顕在化することで、前記複数の参照用トナー像を生成する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電量取得部は、前記帯電量取得動作において、前記参照用直線の傾きと、前記参照用トナー像現像動作において各参照用トナー像の形成に要した時間の代表値と、の積を前記トナーの帯電量として取得する
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記帯電量取得部は、前記帯電量取得動作において、前記露光装置及び前記現像バイアス印加部を制御して、前記像担持体上に測定用トナー像を形成した場合に、前記参照用直線上で、前記測定用トナー像の形成中に前記電流測定部によって測定された前記現像電流の電流値の代表値と同じ代表値に関係付けられているトナー量を、前記測定用トナー像のトナー量として取得し、当該取得した前記測定用トナー像のトナー量と前記測定用トナー像の形成中に前記電流測定部によって測定された前記現像電流の電流値の積分値とを用いて、前記トナーの帯電量を取得する
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記帯電量取得部は、前記帯電量取得動作において、前記測定用トナー像の形成中に前記電流測定部によって測定された前記現像電流の電流値の積分値から、前記参照用直線上で０のトナー量に関連付けられている前記現像電流の電流値の代表値と前記測定用トナー像の形成に要した時間との積を減算した結果を、前記測定用トナー像に含まれるトナーの電荷量として仮定し、当該仮定した前記トナーの電荷量を、前記取得した前記測定用トナー像のトナー量によって除算した結果を、前記トナーの帯電量として取得する、
   請求項４に記載の画像形成装置。