特許 7447638 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20240305BHJP

   G03G 15/02 20060101ALI20240305BHJP

   G03G 15/06 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 370

G03G21/00 386

G03G15/02 102

G03G15/06 101

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020066113

(22)【出願日】2020-04-01

(65)【公開番号】P2021162772

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】清水 保

(72)【発明者】

【氏名】山岸 義弘

(72)【発明者】

【氏名】田中 一徳

【審査官】中澤 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０１３８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２９５５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９４８５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ １５／０６

Ｇ０３Ｇ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電装置と、
前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記現像装置に所定の現像バイアスを印加する現像電源と、
前記現像装置を流れる現像電流を測定する電流測定部と、
前記像担持体の予測表面電位を予測する予測部と、
前記電流測定部によって測定された前記現像電流に基づいて、前記像担持体の実表面電位を算出する算出部と
を備え、
前記帯電装置は、前記予測部によって予測された前記予測表面電位に基づく帯電バイアスを前記像担持体に印加し、
前記算出部は、前記帯電装置が印加する前記帯電バイアスが第１閾値を越えて大きく変動する場合、前記像担持体の実表面電位を算出し、
前記予測部は、前記算出部によって算出された前記実表面電位に基づいて、前記予測表面電位を更新する、画像形成装置。

【請求項2】

前記画像形成装置は、前記像担持体に光を照射する露光装置と、
前記像担持体の前記実表面電位の詳細測定処理を行う詳細測定部と
を更に備え、
前記電流測定部は、前記露光装置が前記像担持体に光を照射している露光期間における前記現像電流である露光現像電流を測定し、
前記詳細測定部は、前記実表面電位と前記予測表面電位との差が第２閾値より大きい場合、前記詳細測定処理を行い、
前記詳細測定部は、前記詳細測定処理において、前記露光現像電流の変化量を測定し、
前記予測部は、前記変化量が第３閾値より小さい場合、前記算出部によって算出された前記実表面電位に基づいて、前記予測表面電位を更新する、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記詳細測定部は、測定した前記変化量が前記第３閾値より大きい場合、異常を通知する、請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記現像バイアスの交流成分がｓｉｎ波である、請求項１から請求項３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、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、均一に帯電された感光体ドラム（像担持体）の表面を露光することで形成された静電潜像にトナーを付着させ、トナー像として現像する画像形成プロセスが広く利用されている。高品質な画像を得るためには、感光体ドラムの表面電位に対し、適正な電位差を設けた現像バイアスによって現像を行うことが求められる。

【0003】

このため、画像形成を行うときの、実際の感光体ドラムの表面電位を検出する必要があり、従来、表面電位センサーを用いて感光体ドラムの表面電位を検出していた。

【0004】

しかしながら、表面電位センサーは、高価であり、さらに飛散したトナー等が付着すると、正しく測定することができなくなるといった課題があった。そこで、表面電位センサー等の高価なセンサーを用いることなく、感光体ドラムの表面電位を得る技術が提案され、その一例が特許文献１に開示されている。

【0005】

特許文献１の電子写真装置は、感光体上にパルス状の静電電位パターンを形成し、現像ローラーにバイアスを印加し、静電電位パターンを現像する際に感光体から現像ローラーに流れ込む電流を測定して感光体上の表面電位を得る。具体的には、パルス状の静電電位パターンの切り替わるポイントで電流をモニターすることで、感光体の表面電位を推定する。これにより、表面電位センサーを用いることなく、感光体上の表面電位を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００３－２９５５４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１で開示された電子写真装置でモニターする電流は、感光体や帯電部材等の経年変化等の影響を受け易く、不安定であって、誤差を含み易いことが課題であった。これにより、感光体上の表面電位の精度が低下することが懸念された。

【0008】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は表面電位センサー等の高価なセンサーを用いることなく、像担持体の表面電位を高精度に得ることが可能な画像形成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、帯電装置と、現像装置と、現像電源と、電流測定部と、予測部と、算出部とを備える。前記像担持体には、表面に静電潜像が形成される。前記帯電装置は、前記像担持体を帯電させる。前記現像装置は、前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する。前記現像電源は、前記現像装置に所定の現像バイアスを印加する。前記電流測定部は、前記現像装置を流れる現像電流を測定する。前記予測部は、前記像担持体の予測表面電位を予測する。前記算出部は、前記電流測定部によって測定された前記現像電流に基づいて、前記像担持体の実表面電位を算出する。前記帯電装置は、前記予測部によって予測された前記予測表面電位に基づく帯電バイアスを前記像担持体に印加する。前記算出部は、前記帯電装置が印加する前記帯電バイアスの変動に基づいて、前記像担持体の実表面電位を算出する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、表面電位センサー等の高価なセンサーを用いることなく、像担持体の表面電位を高精度に得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】画像形成装置１の構成の一例を示す図である。

【図2】現像装置６４の構成の一例を示す図である。

【図3A】電流測定部６４６によって測定される現像電流を示す図である。

【図3B】電流測定部６４６によって測定される現像電流を示す図である。

【図4】現像電流と現像バイアスとの対応関係を示すグラフである。

【図5】詳細測定処理において露光装置６１が感光体ドラム６５にレーザー光を照射する様子を示す図である。

【図6】（ａ）～（ｅ）は、感光体ドラム６５の軸方向における表面電位及び現像ローラー６４１に印加された電圧を示す図である。

【図7】（ａ）～（ｅ）は、感光体ドラム６５の軸方向における表面電位及び現像ローラー６４１に印加された電圧を示す図である。

【図8】（ａ）～（ｅ）は、感光体ドラム６５の軸方向における表面電位及び現像ローラー６４１に印加された電圧を示す図である。

【図9】本実施形態に係る表面電位制御プロセスを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0013】

図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の構成について説明する。図１は、画像形成装置１の構成の一例を示す図である。画像形成装置１は、例えば、タンデム方式のカラープリンターである。

【0014】

図１に示すように、画像形成装置１は、操作部２、給紙部３、搬送部４、トナー補給部５、画像形成部６、転写部７、定着部８、排出部９、及び制御部１０を備える。

【0015】

操作部２は、ユーザーからの指示を受け付ける。操作部２は、ユーザーからの指示を受け付けると、ユーザーからの指示を示す信号を制御部１０へ送信する。操作部２は、液晶ディスプレー２１及び複数の操作キー２２を含む。液晶ディスプレー２１は、例えば、各種処理結果を表示する。操作キー２２は、例えば、テンキー、及びスタートキーを含む。操作部２は、画像形成処理の実行を示す指示が入力されると、画像形成処理の実行を示す信号を制御部１０へ送信する。この結果、画像形成装置１による画像形成動作が開始される。

【0016】

給紙部３は、給紙カセット３１、及び給紙ローラー群３２を有する。給紙カセット３１は、複数枚の用紙Ｐを収容可能である。給紙ローラー群３２は、給紙カセット３１に収容された用紙Ｐを１枚ずつ搬送部４へ給紙する。用紙Ｐは記録媒体の一例である。

【0017】

搬送部４は、ローラー及びガイド部材を備える。搬送部４は、給紙部３から排出部９まで延在する。搬送部４は、画像形成部６及び定着部８を経由するように、給紙部３から排出部９まで用紙Ｐを搬送する。

【0018】

トナー補給部５は、画像形成部６にトナーを補給する。トナー補給部５は、第１装着部５１Ｙ、第２装着部５１Ｃ、第３装着部５１Ｍ、及び第４装着部５１Ｋを備える。トナー補給部５は現像剤補給部の一例である。トナーは現像剤の一例である。

【0019】

第１装着部５１Ｙには第１トナーコンテナ５２Ｙが、装着される。同様に、第２装着部５１Ｃには第２トナーコンテナ５２Ｃが、第３装着部５１Ｍには第３トナーコンテナ５２Ｍが、第４装着部５１Ｋには第４トナーコンテナ５２Ｋが装着される。なお、第１装着部５１Ｙ～第４装着部５１Ｋの構成は、装着されるトナーコンテナの種類が異なるのみで他の構成は同様である。このため、第１装着部５１Ｙ～第４装着部５１Ｋを総称して、「装着部５１」と記載する場合がある。

【0020】

第１トナーコンテナ５２Ｙ、第２トナーコンテナ５２Ｃ、第３トナーコンテナ５２Ｍ、及び第４トナーコンテナ５２Ｋには、トナーがそれぞれ収容される。本実施形態において、第１トナーコンテナ５２Ｙには、イエロートナーが収容される。第２トナーコンテナ５２Ｃには、シアントナーが収容される。第３トナーコンテナ５２Ｍには、マゼンタトナーが収容される。第４トナーコンテナ５２Ｋには、ブラックトナーが収容される。

【0021】

画像形成部６は、露光装置６１、第１画像形成ユニット６２Ｙ、第２画像形成ユニット６２Ｃ、第３画像形成ユニット６２Ｍ、及び第４画像形成ユニット６２Ｋを備える。

【0022】

第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋの各々は、帯電装置６３、現像装置６４、及び感光体ドラム６５を有する。感光体ドラム６５は、像担持体の一例である。

【0023】

帯電装置６３、及び現像装置６４は、感光体ドラム６５の周面に沿って配置される。本実施形態において、感光体ドラム６５は、図１の矢印Ｒ１で示す方向（時計回り）に回転する。

【0024】

帯電装置６３は、感光体ドラム６５を放電によって所定の極性に均一に帯電させる。本実施形態において、帯電装置６３は、感光体ドラム６５を正の極性に帯電させる。露光装置６１は、帯電した感光体ドラム６５にレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム６５の表面に静電潜像が形成される。

【0025】

現像装置６４は、感光体ドラム６５の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像装置６４は、トナー補給部５からトナーが補給される。現像装置６４は、トナー補給部５から補給されたトナーを感光体ドラム６５の表面に供給する。この結果、感光体ドラム６５の表面にトナー像が形成される。

【0026】

本実施形態において、第１画像形成ユニット６２Ｙにおける現像装置６４は、第１装着部５１Ｙと接続する。したがって、第１画像形成ユニット６２Ｙにおける現像装置６４には、イエロートナーが補給される。よって、第１画像形成ユニット６２Ｙにおける感光体ドラム６５の表面には、イエロートナー像が形成される。

【0027】

第２画像形成ユニット６２Ｃにおける現像装置６４は、第２装着部５１Ｃと接続する。したがって、第２画像形成ユニット６２Ｃにおける現像装置６４には、シアントナーが補給される。よって、第２画像形成ユニット６２Ｃにおける感光体ドラム６５の表面には、シアントナー像が形成される。

【0028】

第３画像形成ユニット６２Ｍにおける現像装置６４は、第３装着部５１Ｍと接続する。したがって、第３画像形成ユニット６２Ｍにおける現像装置６４には、マゼンタトナーが補給される。よって、第３画像形成ユニット６２Ｍにおける感光体ドラム６５の表面には、マゼンタトナー像が形成される。

【0029】

第４画像形成ユニット６２Ｋにおける現像装置６４は、第４装着部５１Ｋと接続する。したがって、第４画像形成ユニット６２Ｋにおける現像装置６４には、ブラックトナーが補給される。よって、第４画像形成ユニット６２Ｋにおける感光体ドラム６５の表面には、ブラックトナー像が形成される。

【0030】

転写部７は、第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋにおける各感光体ドラム６５の表面に形成された各トナー像を用紙Ｐに重ねて転写する。本実施形態において、転写部７は、二次転写方式によって各トナー像を用紙Ｐに重ねて転写する。詳しくは、転写部７は、４つの一次転写ローラー７１、中間転写ベルト７２、駆動ローラー７３、従動ローラー７４、二次転写ローラー７５、及び濃度センサー７６を有する。

【0031】

中間転写ベルト７２は、４つの一次転写ローラー７１、駆動ローラー７３、及び、従動ローラー７４に張架された無端ベルトである。中間転写ベルト７２は、駆動ローラー７３の回転に応じて駆動する。図１において、中間転写ベルト７２は、反時計回りに周回する。従動ローラー７４は、中間転写ベルト７２の駆動に応じて回転駆動する。

【0032】

第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋは、中間転写ベルト７２の下面の駆動方向Ｄに沿って、中間転写ベルト７２の下面と対向して配置される。本実施形態において、第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋは、中間転写ベルト７２の下面の駆動方向Ｄの上流側から下流側に向けて第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋの順で配置される。

【0033】

各一次転写ローラー７１は、中間転写ベルト７２を介して各感光体ドラム６５に対向して配置され、各感光体ドラム６５に向けて押圧されている。このため、各感光体ドラム６５の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト７２に順次転写される。本実施形態において、中間転写ベルト７２には、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像がこの順で重ねて転写される。以下、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像が重ねられたトナー像を「積層トナー像」と記載する場合がある。

【0034】

二次転写ローラー７５は、中間転写ベルト７２を介して駆動ローラー７３に対向して配置される。二次転写ローラー７５は、駆動ローラー７３に向けて押圧されている。これにより、二次転写ローラー７５と駆動ローラー７３との間に転写ニップが形成される。用紙Ｐが転写ニップを通過すると、中間転写ベルト７２上の積層トナー像が用紙Ｐに転写される。本実施形態において、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像がこの順で、上層から下層となるように用紙Ｐに転写される。積層トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送部４によって定着部８へ向けて搬送される。

【0035】

濃度センサー７６は、第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋよりも下流側において中間転写ベルト７２に対向して配置されており、感光体ドラム６５上に形成された積層トナー像の濃度を測定する。なお、濃度センサー７６は、中間転写ベルト７２上の積層トナー像の濃度を測定するものでもよく、また、用紙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。

【0036】

定着部８は、加熱部材８１、及び加圧部材８２を備える。加熱部材８１、及び加圧部材８２は互いに対向して配置され、定着ニップを形成する。画像形成部６から搬送された用紙Ｐは、定着ニップを通過することにより所定の定着温度で加熱されながら、加圧される。この結果、積層トナー像が用紙Ｐに定着する。用紙Ｐは、搬送部４によって定着部８から排出部９へ向けて搬送される。

【0037】

排出部９は、排出ローラー対９１及び排出トレイ９３を有する。排出ローラー対９１は、排出口９２を介して排出トレイ９３へ用紙Ｐを搬送する。排出口９２は、画像形成装置１の上部に形成される。

【0038】

制御部１０は、画像形成装置１が備える各部の動作を制御する。制御部１０は、プロセッサー１１と、記憶部１２と、予測部１３とを備える。プロセッサー１１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備える。記憶部１２は、半導体メモリーのようなメモリーを備え、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）を備えてもよい。記憶部１２は、制御プログラムを記憶している。プロセッサー１１は、制御プログラムを実行することによって、画像形成装置１の動作を制御する。予測部１３は、帯電装置６３によって帯電した感光体ドラム６５の表面の電位（表面電位）を予測する。

【0039】

（表面電位予測）
本実施形態において、予測部１３は、温度、湿度、印字率、印字モード、及び帯電装置６３を流れる帯電電流等に基づいて、感光体ドラム６５の表面電位を予測する。具体的には、予測部１３は、画像形成装置１における各種センサー（例えば、濃度センサー７６を含む。）が測定した温度、湿度等を取得する。また、予測部１３は、帯電装置６３を流れる帯電電流の電流値（帯電電流値）を取得する。

【0040】

また、予測部１３は、例えば、画像形成装置１に入力された画像形成処理の実行を示す画像形成指示に対応した画像形成処理用の画像データを参照して、対応する画像の印字率を取得する。また、予測部１３は、画像形成指示に対応する印字モードを示すモード情報を取得する。印字モードは、例えば、複数の用紙Ｐに連続して画像形成される連続印字モード、及び複数の用紙Ｐに間欠的に画像形成される間欠印字モード等がある。

【0041】

予測部１３は、例えば、温度、湿度、印字率、印字モード、及び帯電電流値等と表面電位との関係を示す予測式Ｆ１を参照して、取得した温度、湿度、印字率、印字モード、及び帯電電流値等を用いて表面電位（予測表面電位）ＶＡを算出する。予測式Ｆ１は、例えば記憶部１２に記憶されている。

【0042】

なお、本実施形態において、予測部１３は、予測式Ｆ１の参照に限らず、例えば、温度、湿度、印字率及び印字モード等と表面電位との関係を示す予測表面電位テーブルを参照して表面電位（予測表面電位）ＶＡを算出してもよい。予測表面電位テーブルは、例えば記憶部１２に記憶されている。

【0043】

制御部１０は、例えば、予測部１３が予測した予測表面電位ＶＡに基づいて、帯電装置６３が感光体ドラム６５を帯電させるために感光体ドラム６５に印加する電圧（帯電バイアス）Ｖ１を決定する。

【0044】

例えば、制御部１０は、高温多湿の環境では予測表面電位ＶＡが低めに予測されるため、帯電バイアスＶ１を低めに決定し、低温低湿の環境では予測表面電位ＶＡが高めに予測されるため、帯電バイアスＶ１を高めに決定する。また、例えば、制御部１０は、印字モードが連続印字モードの場合、予測表面電位ＶＡが高めに予測されるため、帯電バイアスＶ１を高めに決定する。

【0045】

このように、画像形成装置１において、感光体ドラム６５の予測表面電位ＶＡを予測し、予測結果に基づいて帯電バイアスＶ１を決定することで、簡易な構成で適正な現像バイアスによる現像を行うことができる。

【0046】

しかしながら、予測結果を検証しなければ、予測結果が誤っていた場合、適正な現像バイアスによる現像を行うことができず、また、予測結果の修正を行うこともできない。

【0047】

そこで、本実施形態では、以下に示す方法により、予測結果の検証を行う。

【0048】

次に、図２を参照して、現像装置６４の構成について詳細に説明する。図２は、現像装置６４の構成の一例を示す図である。詳しくは、図２は、第１画像形成ユニット６２Ｙにおける第１現像装置６４Ｙを示す。なお、図２では、理解を容易にするために感光体ドラム６５を２点鎖線で図示している。本実施形態において、第１現像装置６４Ｙは、２成分現像方式によって感光体ドラム６５の表面に形成された静電潜像を現像する。図１を参照して既に説明したように、第１現像装置６４Ｙの現像容器６４０は、第１トナーコンテナ５２Ｙに接続する。したがって、第１現像装置６４Ｙの現像容器６４０には、イエロートナーがトナー補給口６４０ｈを介して補給される。

【0049】

図２に示すように、第１現像装置６４Ｙは、現像容器６４０の内部に現像ローラー６４１、第１攪拌スクリュー６４３、第２攪拌スクリュー６４４、及びブレード６４５を有する。詳しくは、現像ローラー６４１は、第２攪拌スクリュー６４４と対向して配置される。ブレード６４５は、現像ローラー６４１と対向して配置される。

【0050】

現像容器６４０は、仕切り壁６４０ｃによって第１攪拌室６４０ａと第２攪拌室６４０ｂとに区画される。仕切り壁６４０ｃは、現像ローラー６４１の軸方向に延びる。第１攪拌室６４０ａと第２攪拌室６４０ｂとは、仕切り壁６４０ｃの長手方向の両端の外方において連通している。

【0051】

第１攪拌室６４０ａには、第１攪拌スクリュー６４３が配置される。第１攪拌室６４０ａには、磁性体キャリアが収容されている。第１攪拌室６４０ａには、非磁性体のトナーがトナー補給口６４０ｈを介して補給される。図２に示す例では、第１攪拌室６４０ａには、イエロートナーが補給される。

【0052】

第２攪拌室６４０ｂには、第２攪拌スクリュー６４４が配置される。第２攪拌室６４０ｂには、磁性体のキャリアが収容されている。

【0053】

イエロートナーは、第１攪拌スクリュー６４３及び第２攪拌スクリュー６４４によって攪拌されてキャリアと混合される。この結果、キャリア、及びイエロートナーからなる２成分現像剤が構成される。２成分現像剤は、現像剤の一例であるため、以下「現像剤」と省略して記載することがある。

【0054】

第１攪拌スクリュー６４３及び第２攪拌スクリュー６４４は、第１攪拌室６４０ａと第２攪拌室６４０ｂとの間で現像剤を循環させて攪拌する。この結果、トナーが所定の極性に帯電する。本実施形態において、トナーは、正の極性に帯電する。

【0055】

現像ローラー６４１は、非磁性の回転スリーブ６４１ａと、マグネット体６４１ｂとによって構成される。マグネット体６４１ｂは、回転スリーブ６４１ａの内部に固定して配置される。マグネット体６４１ｂは、複数の磁極を含む。現像剤は、マグネット体６４１ｂの磁力によって、現像ローラー６４１に吸着する。この結果、現像ローラー６４１の表面に磁気ブラシが形成される。

【0056】

本実施形態において、現像ローラー６４１は、図２の矢印Ｒ２（反時計回り）で示す方向に回転する。現像ローラー６４１は、回転することによって磁気ブラシをブレード６４５と対向する位置まで搬送する。ブレード６４５は、現像ローラー６４１との間にギャップ（隙間）が形成されるように配置されている。したがって、磁気ブラシの厚さがブレード６４５によって規定される。ブレード６４５は、現像ローラー６４１と感光体ドラム６５とが対向する位置よりも磁気ローラー６４２の回転方向の上流側に配置される。

【0057】

現像ローラー６４１には、所定の電圧が印加される。これにより、表面に形成された現像剤層が感光体ドラム６５と対向する位置まで搬送され、現像剤中のトナーが感光体ドラム６５に付着される。

【0058】

具体的には、第１現像装置６４Ｙは、電流測定部６４６と、算出部６４７と、現像電源６４８と、詳細測定部６４９とを更に備える。

【0059】

電流測定部６４６は、例えば、現像電源６４８と現像ローラー６４１との間に接続される。現像電源６４８は、第１現像装置６４Ｙの現像ローラー６４１に所定の現像バイアスを印加する。所定の現像バイアスは、例えば、制御部１０によって、予測部１３が予測した予測表面電位ＶＡに基づいて決定される。

【0060】

電流測定部６４６は、現像電源６４８によって印加された現像バイアスに応じて、第１現像装置６４Ｙ及び感光体ドラム６５と現像ローラー６４１との間を流れる現像電流を検知する。電流測定部６４６は、例えば、電流計からなり、現像電流の電流値を測定する。算出部６４７は、電流測定部６４６によって測定された現像電流に基づいて、感光体ドラム６５の表面電位を算出する。詳細測定部６４９は、制御部１０による制御により、感光体ドラム６５の表面電位の詳細測定処理を行う。

【0061】

（実表面電位測定）
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、第１現像装置６４Ｙを流れる現像電流について説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、電流測定部６４６によって測定される現像電流を示す図である。

【0062】

例えば、電流測定部６４６は、第１現像装置６４Ｙが感光体ドラム６５の表面に形成された静電潜像を現像している間の現像電流の電流値を測定する。

【0063】

本実施形態において、ユーザーによる画像形成処理の実行を示す指示が画像形成装置１に入力されると、制御部１０は、画像形成装置１が備える各部に画像形成動作を開始するよう画像形成部６を制御する。具体的には、制御部１０は、帯電装置６３、第１現像装置６４Ｙ、現像電源６４８及び露光装置６１を制御する。

【0064】

帯電装置６３は、制御部１０による制御により、感光体ドラム６５の表面を所定の表面電位Ｖに帯電させる。詳しくは、帯電装置６３が感光体ドラム６５に帯電バイアスＶ１を印加すると、感光体ドラム６５の表面が表面電位Ｖに帯電する。

【0065】

現像電源６４８は、制御部１０による制御により、現像ローラー６４１に現像バイアスを印加する。現像バイアスは、直流成分及び交流成分を含む。例えば、現像バイアスの交流成分には、ｓｉｎ波が用いられる。現像バイアスの交流成分にｓｉｎ波を用いると、バイアス波形に歪が生じにくいことから、現像バイアスの直流成分を安定して測定することができる。なお、現像バイアスは、交流成分を含まなくてもよい。

【0066】

図３Ａは、直流成分の大きさ（Ｖｄｃ１）が表面電位Ｖより小さい現像バイアスが、現像ローラー６４１に印加された場合を示す。

【0067】

露光装置６１は、制御部１０による制御により、帯電装置６３が表面電位Ｖに帯電させた感光体ドラム６５にレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム６５の表面に静電潜像が形成される。

【0068】

第１現像装置６４Ｙは、感光体ドラム６５の表面に静電潜像が形成されると、制御部１０による制御により、感光体ドラム６５の表面に形成された静電潜像を現像する。

【0069】

このとき、電流測定部６４６は、現像電流の電流値を測定する。図３Ａにおいて、現像電流Ｉｄ１は、現像ローラー６４１に形成された磁気ブラシ中のトナーが現像ローラー６４１へ移動するときに流れる電流と、現像ローラー６４１に形成された磁気ブラシを通して感光体ドラム６５から流れる電流Ｉａ１とを合わせた電流である。

【0070】

一方、図３Ｂは、直流成分の大きさ（Ｖｄｃ２）が表面電位Ｖより大きい現像バイアスが、現像ローラー６４１に印加された場合を示す。図３Ｂにおいて、現像電流Ｉｄ２は、トナーが感光体ドラム６５へ現像されるときに流れる電流Ｉａ２と、現像ローラー６４１に形成された磁気ブラシを通して感光体ドラム６５へ流れる電流とを合わせた電流である。

【0071】

このように、電流測定部６４６によって計測される現像電流の向きは、現像バイアスの直流成分が表面電位Ｖより大きい場合と、現像バイアスの直流成分が表面電位Ｖより小さい場合とで逆になる。

【0072】

また、現像バイアスの直流成分が表面電位Ｖと等しい場合、現像電界強度がゼロとなり、現像電流の大きさはゼロを示す。このことから、現像電流の大きさがゼロとなる場合の現像バイアスの直流成分を表面電位Ｖと考えることができる。

【0073】

次に、図３及び図４を参照して、表面電位の算出について説明する。図４は、現像電流と現像バイアスとの対応関係を示すグラフである。図４は、縦軸に現像電流を示し、横軸に現像バイアスを示す。

【0074】

例えば、現像電源６４８は、現像バイアスＶｄｃ１を現像ローラー６４１に印加する。このとき、電流測定部６４６は、現像電流Ｉｄ１の電流値を測定する。算出部６４７は、現像電源６４８が印加している現像バイアスＶｄｃ１と、電流測定部６４６によって測定された現像電流Ｉｄ１の電流値とを取得する（図３Ａ）。

【0075】

また、現像電源６４８は、現像バイアスＶｄｃ２を現像ローラー６４１に印加する。このとき、電流測定部６４６は、現像電流Ｉｄ２の電流値を測定する。算出部６４７は、現像電源６４８が印加している現像バイアスＶｄｃ２と、電流測定部６４６によって測定された現像電流Ｉｄ２の電流値とを取得する（図３Ｂ）。

【0076】

算出部６４７は、取得した現像バイアスＶｄｃ１及び現像電流Ｉｄ１と、現像バイアスＶｄｃ２及び現像電流Ｉｄ２とに基づいて、現像電流が流れなくなる現像バイアスを実表面電位Ｖ０として算出する。

【0077】

なお、本実施形態において、算出部６４７は、現像電流が流れなくなる現像バイアスを実表面電位として算出する構成としたが、これに限らず、感光体ドラム６５の表面が帯電していない状態において流れる現像電流と同じ大きさの現像電流が流れる場合の現像バイアスを実表面電位として算出してもよい。

【0078】

本実施形態において、第１画像形成ユニット６２Ｙ～第４画像形成ユニット６２Ｋの各々における現像装置６４の構成は、トナー補給部５から補給されるトナーの種類が異なるのみで、他の構成は略同様である。したがって、第２画像形成ユニット６２Ｃ～第４画像形成ユニット６２Ｋにおける第２現像装置６４Ｃ～第４現像装置６４Ｋの構成の説明については、説明を省略する。

【0079】

このように、実表面電位Ｖ０の算出を行うことで、予測部１３による予測結果（予測表面電位ＶＡ）の検証が可能になる。

【0080】

本実施形態において、画像形成を行うたびに表面電位予測及び実表面電位測定を行うと処理に時間がかかるため、定期的又は不定期に表面電位予測を行い、表面電位予測において予測された予測表面電位ＶＡに基づく帯電バイアスＶ１が大きく変動する場合、実表面電位測定を行う。

【0081】

例えば、制御部１０は、予測部１３による予測結果（予測表面電位ＶＡ）を取得し、予測表面電位ＶＡに基づいて決定する帯電バイアスＶ１が前回の帯電バイアスＶ１の１０％を越えて変動している場合、実表面電位を算出するよう算出部６４７を制御する。

【0082】

（表面電位予測に反映）
また、予測部１３は、算出部６４７によって算出された実表面電位に基づいて、予測表面電位を更新する。具体的には、制御部１０は、算出部６４７によって実表面電位が算出されると、算出された実表面電位と予測表面電位ＶＡとを比較し、実表面電位と予測表面電位ＶＡとが例えば１０％以上異なっている場合、実表面電位と同じ予測表面電位が算出されるように記憶部１２における予測式Ｆ１又は予測表面電位テーブルを更新する。

【0083】

（詳細測定）
また、本実施形態において、実表面電位と予測表面電位ＶＡとの差が所定の閾値より大きい場合、詳細測定部６４９による表面電位の詳細測定処理が行われてもよい。

【0084】

具体的には、制御部１０は、実表面電位と予測表面電位ＶＡとが例えば１０％以上異なっている場合、表面電位の詳細測定処理を行うよう詳細測定部６４９を制御する。

【0085】

次に、図１、図２及び図５を参照して、詳細測定処理について説明する。図５は、詳細測定処理において露光装置６１が感光体ドラム６５にレーザー光を照射する様子を示す図である。

【0086】

具体的には、詳細測定処理において、現像電源６４８は、制御部１０による制御により、現像ローラー６４１に現像バイアスを印加する。直流成分の大きさ（電圧Ｖｄｃ３）は、実表面電位Ｖ０より小さくなるように設定される。

【0087】

露光装置６１は、制御部１０による制御により、実表面電位Ｖ０に帯電している感光体ドラム６５にレーザー光を照射する。詳しくは、露光装置６１は、レーザー光を照射しながらレーザー光を照射する位置（照射位置）を感光体ドラム６５の軸方向に移動させる。図５は、照射位置が感光体ドラム６５における軸方向の左端の範囲Ｌ１から感光体ドラム６５の軸方向に右に範囲Ｌ２まで移動している様子を示す。これにより、感光体ドラム６５の表面に静電潜像が形成される。

【0088】

現像装置６４は、感光体ドラム６５の表面に静電潜像が形成されると、制御部１０による制御により、感光体ドラム６５の表面に形成された静電潜像を現像する。

【0089】

電流測定部６４６は、露光により感光体ドラム６５の表面に形成された静電潜像を現像装置６４が現像している間の現像電流（露光現像電流）Ｉｄを測定し、露光現像電流Ｉｄの電流値を測定する。

【0090】

本実施形態において、露光装置６１は、現像ローラー６４１が１回転する期間より長い期間にわたってレーザー光を感光体ドラム６５に照射する。現像ローラー６４１は、円周振れのため、回転毎に露光現像電流Ｉｄが変動するためである。

【0091】

次に、図６（ａ）～（ｅ）を参照して、露光現像電流Ｉｄについて説明する。図６（ａ）～（ｅ）は、感光体ドラム６５の軸方向における表面電位及び現像ローラー６４１に印加された電圧を示す図である。図６（ａ）～（ｅ）は、横軸に感光体ドラム６５の軸方向を示し、縦軸に電位（電圧）を示す。

【0092】

図６（ａ）は、露光装置６１がレーザー光を照射していない状態において、感光体ドラム６５の表面が実表面電位Ｖ０に均一に帯電していることを示している。

【0093】

この状態において、露光現像電流Ｉｄは、現像ローラー６４１に形成された磁気ブラシ中のトナーが現像ローラー６４１へ移動するときに流れる電流と、現像ローラー６４１に形成された磁気ブラシを通して感光体ドラム６５から流れる電流とを合わせた電流（Ｉｄ３）である。

【0094】

図６（ｂ）は、露光装置６１が図５に示す範囲Ｌ１にレーザー光を照射している状態における実表面電位Ｖ０、表面電位ＶＬ及び電圧Ｖｄｃ３を示す。

【0095】

露光装置６１によるレーザー光の照射により、感光体ドラム６５における範囲Ｌ１の帯電電位は、実表面電位Ｖ０から表面電位ＶＬへ変化する。表面電位ＶＬは、電圧Ｖｄｃ３より小さい電位である。

【0096】

この状態において、感光体ドラム６５における範囲Ｌ１に対向する現像ローラー６４１の部分Ｅ１には、トナーが感光体ドラム６５へ現像されるときに流れる電流と、現像ローラー６４１に形成された磁気ブラシを通して感光体ドラム６５へ流れる電流とを合わせた現像電流（Ｉｄ４）が流れる。また、現像ローラー６４１における部分Ｅ１以外には、現像電流Ｉｄ４と逆向きの現像電流Ｉｄ３が流れる。このことから、現像ローラー６４１全体を流れる露光現像電流Ｉｄは、現像電流Ｉｄ３及び現像電流Ｉｄ４の合計電流となる。

【0097】

図６（ｃ）は、露光装置６１がレーザー光の照射位置を範囲Ｌ１から右に移動させた状態における実表面電位Ｖ０、表面電位ＶＬ及び電圧Ｖｄｃ３を示す。この状態においては、図６（ｂ）と同様に、感光体ドラム６５におけるレーザー光が照射されている位置に対向する現像ローラー６４１の部分には、現像電流Ｉｄ４が流れ、他の部分には、現像電流Ｉｄ３が流れるため、露光現像電流Ｉｄの大きさは、図６（ｂ）と同じである。

【0098】

図６（ｄ）は、露光装置６１がレーザー光の照射位置を図６（ｃ）に示す位置から更に右に移動させた状態における実表面電位Ｖ０、表面電位ＶＬ及び電圧Ｖｄｃ３を示す。この状態において、現像ローラー６４１を流れる露光現像電流Ｉｄは、図６（ｂ）及び図６（ｃ）と同様である。

【0099】

図６（ｅ）は、露光装置６１がレーザー光の照射位置を図５に示す範囲Ｌ２に移動させた状態における実表面電位Ｖ０、表面電位ＶＬ及び電圧Ｖｄｃ３を示す。この状態において、現像ローラー６４１を流れる露光現像電流Ｉｄは、図６（ｂ）～（ｄ）と同様である。

【0100】

以上のように、感光体ドラム６５においてレーザー光が照射されている範囲と、レーザー光が照射されていない範囲との割合は一定であるため、感光体ドラム６５の表面が実表面電位Ｖ０に均一に帯電している場合、現像電流Ｉｄ３及び現像電流Ｉｄ４の合計電流は、一定である。

【0101】

本実施形態において、実表面電位Ｖ０を画像形成処理において設定される表面電位より小さく設定することで、現像電流Ｉｄ４が小さくなり、移動するトナーの量を少なくすることができる。このため、消費されるトナーの量を抑制することができる。

【0102】

（表面電位が不均一である場合）
次に、図７（ａ）～（ｅ）を参照して、感光体ドラム６５の表面の一部（範囲Ｌ３）が実表面電位Ｖ０より高い表面電位Ｖ０ａに帯電している場合の露光現像電流Ｉｄについて説明する。図７（ａ）～（ｅ）は、感光体ドラム６５の軸方向における表面電位及び現像ローラー６４１に印加された電圧を示す図である。図７（ａ）～（ｅ）は、横軸に感光体ドラム６５の軸方向を示し、縦軸に電位（電圧）を示す。

【0103】

図７（ａ）は、範囲Ｌ３が実表面電位Ｖ０より高い表面電位Ｖ０ａに帯電しており、露光装置６１がレーザー光を照射していない状態を示している。

【0104】

この状態における露光現像電流Ｉｄの大きさは、図６（ａ）と比べて、範囲Ｌ３に対向する現像ローラー６４１の部分Ｅ３を現像電流Ｉｄ３より大きい電流（Ｉｄ５）が流れるため、大きくなる。

【0105】

図７（ｂ）は、露光装置６１が図３に示す範囲Ｌ１にレーザー光を照射している状態における実表面電位Ｖ０、表面電位Ｖ０ａ、ＶＬ及び電圧Ｖｄｃ３を示す。

【0106】

露光装置６１によるレーザー光の照射により、感光体ドラム６５における範囲Ｌ１の表面電位は、実表面電位Ｖ０から表面電位ＶＬへ変化する。表面電位ＶＬは、電圧Ｖｄｃ３より小さい電位である。

【0107】

この状態において、感光体ドラム６５における範囲Ｌ１に対向する現像ローラー６４１の部分Ｅ１には、トナーが感光体ドラム６５へ現像されるときに流れる現像電流（Ｉｄ４）が流れる。また、現像ローラー６４１における部分Ｅ１以外には、現像電流Ｉｄ３及び現像電流Ｉｄ５が流れる。このことから、現像ローラー６４１全体を流れる露光現像電流Ｉｄは、現像電流Ｉｄ３～Ｉｄ５の合計電流となる。

【0108】

図７（ｃ）は、露光装置６１がレーザー光の照射位置を範囲Ｌ１から右に移動させた状態における実表面電位Ｖ０、表面電位Ｖ０ａ、ＶＬ及び電圧Ｖｄｃ３を示す。この状態においては、図７（ｂ）と同様に、感光体ドラム６５におけるレーザー光が照射されている位置に対向する現像ローラー６４１の部分には、現像電流Ｉｄ４が流れ、他の部分には、現像電流Ｉｄ３及び現像電流Ｉｄ５が流れるため、露光現像電流Ｉｄの大きさは、図７（ｂ）と同じである。

【0109】

図７（ｄ）は、露光装置６１がレーザー光の照射位置を図７（ｃ）に示す位置から更に右の範囲Ｌ３に移動させた状態における実表面電位Ｖ０及び電圧Ｖｄｃ３を示す。また、このとき、感光体ドラム６５における範囲Ｌ３の帯電電位は、表面電位Ｖ０ａから表面電位ＶＬａへ変化する。例えば、表面電位ＶＬａは、表面電位ＶＬより大きくなるものとする。

【0110】

この状態において、現像ローラー６４１の部分Ｅ３には、トナーが感光体ドラム６５へ現像されるときに流れる現像電流（Ｉｄ６）が流れる。また、現像ローラー６４１における部分Ｅ３以外には、現像電流Ｉｄ３が流れる。このことから、現像ローラー６４１全体を流れる露光現像電流Ｉｄは、現像電流Ｉｄ３及び現像電流Ｉｄ６の合計電流となる。

【0111】

図７（ｅ）は、露光装置６１がレーザー光の照射位置を図５に示す範囲Ｌ２に移動させた状態における実表面電位Ｖ０、表面電位Ｖ０ａ、ＶＬ及び電圧Ｖｄｃ３を示す。この状態において、現像ローラー６４１を流れる露光現像電流Ｉｄは、図７（ｂ）及び（ｃ）と同様である。

【0112】

（露光の異常）
次に、図８（ａ）～（ｅ）を参照して、感光体ドラム６５の露光に異常がある場合の露光現像電流Ｉｄについて説明する。図８（ａ）～（ｅ）は、感光体ドラム６５の軸方向における表面電位及び現像ローラー６４１に印加された電圧を示す図である。図６（ａ）～（ｅ）は、横軸に感光体ドラム６５の軸方向を示し、縦軸に電位（電圧）を示す。

【0113】

図８（ａ）、（ｂ）、（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ図６（ａ）、（ｂ）、（ｄ）及び（ｅ）と同じ状態である。

【0114】

図８（ｃ）は、露光装置６１がレーザー光の照射位置を範囲Ｌ１から右の範囲Ｌ５に移動させた状態における実表面電位Ｖ０及び電圧Ｖｄｃ３を示す。このとき、範囲Ｌ５において露光異常のため、帯電電位が実表面電位Ｖ０から表面電位ＶＬｂへ変化したものとする。表面電位ＶＬｂは、表面電位ＶＬより高電位であるものとする。この場合、露光現像電流Ｉｄの大きさは、図８（ｃ）に示す現像電流Ｉｄ７が図８（ｂ）、（ｄ）及び（ｅ）に示す現像電流Ｉｄ４の大きさより小さくなるため、大きくなる。

【0115】

以上のように、感光体ドラム６５に露光異常が生じている場合、又は感光体ドラム６５が均一に帯電していない場合、露光現像電流Ｉｄが一定ではなくなる。また、露光の異常の他、感光体ドラム６５の感度異常及び現像装置６４による現像の不具合等が生じている場合においても、図８に示すような露光現像電流Ｉｄとなる。

【0116】

本実施形態において、上記のような露光現像電流Ｉｄの変動を検知して、予測部１３による予測表面電位ＶＡの更新に算出部６４７によって算出された実表面電位Ｖ０を用いるか否かを決定する。

【0117】

例えば、図２に示す詳細測定部６４９は、上記処理が行われている間に電流測定部６４６が測定した露光現像電流Ｉｄの変化量を測定し、露光現像電流Ｉｄの大きさが所定の閾値以上にわたって変化した箇所（部分変動）が存在するか否かを判定する。

【0118】

具体的には、詳細測定部６４９は、露光現像電流Ｉｄの大きさが図７（ｃ）及び（ｄ）、並びに図７（ｄ）及び（ｅ）にかけて変化していることから、「部分変動あり」と判定する。

【0119】

また、詳細測定部６４９は、露光現像電流Ｉｄの大きさが図８（ｂ）及び（ｃ）並びに図８（ｃ）及び（ｄ）にかけて変化していることから、「部分変動あり」と判定する。

【0120】

一方、詳細測定部６４９は、図６（ｂ）～（ｅ）に示すように、露光現像電流Ｉｄが一定の大きさである場合、露光現像電流Ｉｄの大きさが所定の閾値以上にわたって変化した箇所が存在しない「部分変動なし」と判定する。

【0121】

制御部１０は、詳細測定部６４９による判定結果を取得し、判定結果が「部分変動あり」の場合、例えば、画像形成装置１の異常をユーザーに通知する表示を液晶ディスプレー２１に表示する処理を行う。

【0122】

ユーザーは、液晶ディスプレー２１の表示を見て、例えば、感光体ドラム６５の一部に関して異常が存在することを認識し、サービスマンによる感光体ドラム６５の交換等のメンテナンスを適切に行うことができる。

【0123】

一方、制御部１０は、取得した判定結果が「部分変動なし」の場合、実表面電位と同じ予測表面電位が算出されるように記憶部１２における予測式Ｆ１又は予測表面電位テーブルを更新する。

【0124】

このように、感光体ドラム６５の表面電位の予測と、現像電流に基づく表面電位の算出と、表面電位の詳細測定とを組み合わせることにより、表面電位をより高精度に得ることができ、現像バイアスをより適正に制御することができる。

【0125】

次に、図９を参照して、本実施形態に係る表面電位制御プロセスについて説明する。図９は、本実施形態に係る表面電位制御プロセスを示すフローチャートである。

【0126】

まず、予測部１３は、定期的又は不定期に、予測式Ｆ１又は予測表面電位テーブルを用いて、温度、湿度、印字率、印字モード、及び帯電電流値等に基づいて、感光体ドラム６５の予測表面電位ＶＡを予測する（ステップＳ１１）。

【0127】

制御部１０は、予測部１３による予測結果（予測表面電位ＶＡ）に基づいて、帯電装置６３が感光体ドラム６５に印加する帯電バイアスＶ１を決定する（ステップＳ１２）。

【0128】

制御部１０は、帯電バイアスＶ１の変動に基づいて、実表面電位Ｖ０を算出する（ステップＳ１３）。制御部１０は、帯電バイアスＶ１が前回の帯電バイアスＶ１からの変動は１０％以下の場合（ステップＳ１３でＮＯ）、次回の予測表面電位の予測まで予測部１３を待機させる（ステップＳ１１）。

【0129】

一方、制御部１０は、帯電バイアスＶ１が前回の帯電バイアスＶ１から１０％を越えて変動している場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、実表面電位Ｖ０を算出するよう算出部６４７を制御する（ステップＳ１４）。

【0130】

制御部１０は、予測表面電位ＶＡと算出部６４７によって算出された実表面電位Ｖ０とを比較し（ステップＳ１５）、予測表面電位ＶＡと実表面電位Ｖ０との乖離が例えば１０％未満の場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、次回の予測表面電位の予測まで予測部１３を待機させる（ステップＳ１１）。

【0131】

一方、制御部１０は、予測表面電位ＶＡと実表面電位Ｖ０との乖離が１０％以上の場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、表面電位の詳細測定処理を行うよう詳細測定部６４９を制御する（ステップＳ１６）。

【0132】

詳細測定部６４９は、詳細測定処理において、電流測定部６４６が測定した露光現像電流Ｉｄの変化量を測定し（ステップＳ１７）、測定した変化量に基づいて、「部分変動あり」か「部分変動なし」かを判定する（ステップＳ１８）。

【0133】

制御部１０は、詳細測定部６４９による判定結果が「部分変動なし」の場合（ステップＳ１８でＹｅｓ）、実表面電位Ｖ０と同じ予測表面電位が算出されるように記憶部１２における予測式Ｆ１又は予測表面電位テーブルを更新する（ステップＳ１９）。予測部１３は、更新後の予測式Ｆ１又は予測表面電位テーブルを用いて、予測表面電位の次回の予測を行う（ステップＳ１１）。

【0134】

一方、詳細測定部６４９は、詳細測定部６４９による判定結果が「部分変動あり」の場合（ステップＳ１８でＮｏ）、画像形成装置１の異常をユーザーに通知する表示を液晶ディスプレー２１に表示する処理を行う（ステップＳ２０）。制御部１０は、次回の予測表面電位の予測まで予測部１３を待機させる（ステップＳ１１）。

【0135】

本実施形態では、現像バイアスの交流成分をｓｉｎ波としたが、これに限らず、短形波であってもよい。現像バイアスの交流成分に短形波を用いると、現像剤抵抗の変化及び現像ギャップの変化等により現像領域のインピーダンスが変化し、バイアス波形に歪が生じやすくなり、現像バイアスの直流成分に影響を与えやすくなる。なお、画像形成時における現像バイアスの交流成分は、短形波の方がトナー移動効率が高いため、短形波を用いる方が望ましい。

【実施例】

【0136】

次に、本発明が実施例に基づき具体的に説明されるが、本発明は以下の実施例によって限定されない。

【0137】

本発明の実施例では、画像形成装置１として複合機を使用した。複合機は、ＴＡＳＫａｌｆａ２５５０Ｃｉ（京セラドキュメントソリューションズ株式会社）改造機であった。

【0138】

複合機の実験条件は次の通りであった。
・感光体ドラム６５：アモルファスシリコンドラム
・ブレード６４５:ＳＵＳ４３０、磁性
・ブレード６４５の厚み:１．５ｍｍ
・現像ローラー６４１の表面形状：ローレット加工＋ブラスト（Ｒｚｊｉｓ＝５～１０μｍ）
・現像ローラー６４１の外径：２０ｍｍ
・現像ローラー６４１の凹部：周方向８０列
・現像ローラー６４１の周速／感光体ドラム６５の周速：１．８
・現像ローラー６４１及び感光体ドラム６５間の距離：０．３０ｍｍ
・現像バイアスの交流成分：ｄｕｔｙ５０％、短形波、６ｋＨｚ
・トナー：外径６．８μｍ、正帯電性
・キャリア：外径３５μｍ、フェライト・樹脂コートキャリア
・トナー濃度：６％
・プリント速度：５５枚／分
・現像剤搬送量：２５０ｇ／ｍ²
・帯電装置６３（帯電ローラー）：外径１２ｍｍ、芯金８ｍｍ、ゴム抵抗４．８ＬｏｇΩ（ＤＣ５００Ｖ印加時）
・帯電装置６３の印加電圧：直流成分３５０Ｖ、交流成分１０００Ｖ

【0139】

本実施例において、実表面電位Ｖ０を２３０Ｖとした場合、図６（ａ）に示す露光現像電流Ｉｄの大きさは、－２．０μＡであった。ここで、露光現像電流Ｉｄの符号は、露光現像電流Ｉｄの流れる方向を示す。露光現像電流Ｉｄのマイナスは、露光現像電流Ｉｄが感光体ドラム６５から現像ローラー６４１へ流れることを示す。また、図６（ｂ）～（ｅ）に示すレーザー光の照射による変化後の表面電位ＶＬが１０Ｖである場合、露光現像電流Ｉｄ（Ｉｄ３＋Ｉｄ４）の大きさは、－０．４８μＡであった。なお、ここでは、測定精度を上げるため、露光現像電流Ｉｄの直流成分を取得して判定を行っている。

【0140】

また、図７（ａ）に示す範囲Ｌ３における表面電位Ｖ０ａが２４０Ｖである場合、露光現像電流Ｉｄ（Ｉｄ３＋Ｉｄ４）の大きさは、－２．０５μＡであった。図７（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）に示す露光現像電流Ｉｄ（Ｉｄ３＋Ｉｄ４＋Ｉｄ５）の大きさは、－０．５７μＡであった。本実施例では、図７（ｄ）に示す表面電位ＶＬａが２５Ｖであり、露光現像電流Ｉｄ（Ｉｄ３＋Ｉｄ６）の大きさは、－０．６５μＡであった。

【0141】

図８（ａ）、（ｂ）、（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ図６（ａ）、（ｂ）、（ｄ）及び（ｅ）と同じ状態であるため、図８（ａ）における露光現像電流Ｉｄの大きさは、－２．０μＡであり、図８（ｂ）、（ｄ）及び（ｅ）における露光現像電流Ｉｄの大きさは、－０．４８μＡであった。図８（ｃ）における露光現像電流Ｉｄ（Ｉｄ３＋Ｉｄ７）の大きさは、－０．６５μＡであった。

【0142】

本実施例では、現像ローラー６４１の表面形状が「ローレット加工＋ブラスト」であったが、これに限らず、「傾斜があるローレット溝＋ブラスト」、「凹形状（ディンプル）＋ブラスト」、「ローレット溝」、「ブラスト加工」及び「凹形状（ディンプル）」であってもよい。

【0143】

また、本実施例では、トナーが正帯電性であったが、これに限らず、トナーが負帯電性であってもよい。この場合、実表面電位Ｖ０及び電圧Ｖｄｃ３は、マイナス電位であり、電圧Ｖｄｃ３が実表面電位Ｖ０より大きくなる。

【0144】

また、本実施例では、感光体ドラム６５にアモルファスシリコンドラムを用いたが、これに限らず、正帯電有機感光体ドラム（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いてもよい。この場合、帯電装置６３の印加電圧に直流成分及び交流成分が含まれると、ＯＰＣの膜削れが促進されるため、電圧直流成分のみを含む印加電圧を用いることが望ましい。

【0145】

以上、図面（図１～図９）を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0146】

本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。

【符号の説明】

【0147】

１ ：画像形成装置
１３ ：予測部
６１ ：露光装置
６３ ：帯電装置
６４ ：現像装置
６５ ：感光体ドラム
６４１ ：現像ローラー
６４６ ：電流測定部
６４７ ：算出部
６４８ ：現像電源
６４９ ：詳細測定部
Ｉｄ ：露光現像電流
Ｉｄ１～Ｉｄ７ ：現像電流
Ｖ、Ｖ０ａ ：表面電位
Ｖ０ ：実表面電位
Ｖ１ ：帯電バイアス
ＶＡ ：予測表面電位
ＶＬ、ＶＬａ、ＶＬｂ ：表面電位
Ｖｄｃ１、Ｖｄｃ２ ：現像バイアス

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】