(57)【要約】【課題】  現像像の濃度を安定させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  制御部２１で露光器１３の露光量を予め決められた値に制御するとともに、濃度センサ１８で検出されたトナーパッチの濃度が高いほど、現像器１４が潜像のために搬送する現像剤の量が少量になるように、断面が楕円の形状を有する棒状部材１４３を回転駆動して回転角度を調整することで現像剤の搬送量を調整する。【選択図】  図１
2010230787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に像が形成されてその像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成部と、
現像剤を内部に収容した、該現像剤を、前記像保持体の表面に近接あるいは接触する現像位置を経由させて搬送することで前記潜像を現像する現像器と、
前記潜像が現像されてなる現像像の濃度を検出する像濃度検出部と、
前記現像器が前記潜像の現像のために搬送する現像剤の量を、前記像濃度検出部により検出された濃度が高いほど少量に調整する搬送量調整機構とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像濃度検出部により検出された濃度が高いほど前記現像像の濃度を下げるように、前記潜像形成部および前記現像器の少なくとも一方を制御する、前記搬送量調整機構とは別の濃度制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像器が、
表面に前記現像剤を保持する、該表面が前記現像位置を経由して移動する現像剤搬送部材と、
前記現像剤搬送部材表面の移動方向に交わる方向に延びた丸い棒状の外形を有した、その棒の周面が該現像剤搬送部材の表面に対向して該周面と該表面との距離で前記現像剤の搬送量が決まる、該棒を周回する方向に回転自在な、その回転の中心から周面までの距離が回転角度によって異なる棒状部材とを備えたものであり、
前記搬送量調整機構が、前記棒状部材を回転駆動して回転角度を調整することで前記現像剤の搬送量を調整するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像器が、
表面に前記現像剤を保持する、該表面が前記現像位置を経由して移動する現像剤搬送部材と、
前記現像剤搬送部材表面の移動方向に交わる方向に延びた板状の外形を有した、その板の端面が該現像剤搬送部材の表面に対向して該端面と該表面との距離で前記現像剤の搬送量が決まる、該表面に接近乖離する方向に移動自在な板状部材とを備えたものであり、
前記搬送量調整機構が、前記板状部材を駆動して該板状部材と前記現像剤搬送部材との距離を調整することで前記現像剤の搬送量を調整するものであることを特徴とする請求項１又は２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】
従来より、像保持体上に現像像を形成し、その現像像を記録媒体上に転写し定着させ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には、経時変化や環境変化に応じて現像条件を変更して、記録媒体上に形成される画像の濃度を維持するものが存在する。
【０００３】
特許文献１には、現像剤カートリッジに現像剤情報を記憶する無線交信素子を設けるとともに、現像器に転写ベルト上のテストパターンの濃度を検出する濃度センサを設け、無線交信素子からの現像剤情報と濃度センサからの検出値とに基づいて現像条件を変更する技術が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、レーザ光による露光を行なうことなく像保持体上にパッチ潜像を形成して現像することにより、像保持体の表層膜厚が変化した場合であってもその像保持体上の露光時の電位のバラツキを抑えて、画像濃度を維持する技術が提案されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、トナー濃度制御基準値を、出力画像の画像面積率の推移を把握することにより、ある一定期間内のトナー入換え量に応じて変化させて、さらにある決められた実行間隔で、作像条件の変更を行なうことで現像器中のトナー濃度を適正な範囲に誘導する技術が提案されている。
【０００６】
また、特許文献４には、像保持体上に形成されたテストトナー像のトナー付着量を検出し、検出したトナー付着量に基づいて現像条件を決定して画像を形成するとともに次回のテストトナー像の形成条件を変更する技術が提案されている。
【０００７】
さらに、特許文献５には、像保持体上に形成された比較用パターン像の線幅を検知し、基準線幅と比較することで現像バイアス印加電圧を制御する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−００３１８０号公報
【特許文献２】特開２００４−２７１９２０号公報
【特許文献３】特開２００７−１４８２６０号公報
【特許文献４】特開平０８−２５１３６４号公報
【特許文献５】特開平０５−０１１５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、搬送量調整機構を有さない場合に比べ現像像の濃度を安定させることができる画像形成装置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】
【００１０】
請求項１の画像形成装置は、
表面に像が形成されてその像を保持する像保持体と、
上記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成部と、
現像剤を内部に収容した、その現像剤を、上記像保持体の表面に近接あるいは接触する現像位置を経由させて搬送することで上記潜像を現像する現像器と、
上記潜像が現像されてなる現像像の濃度を検出する像濃度検出部と、
上記現像器が上記潜像の現像のために搬送する現像剤の量を、上記像濃度検出部により検出された濃度が高いほど少量に調整する搬送量調整機構とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記像濃度検出部により検出された濃度が高いほど上記現像像の濃度を下げるように、上記潜像形成部および上記現像器の少なくとも一方を制御する、上記搬送量調整機構とは別の濃度制御部を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の画像形成装置は、請求項１又は２の画像形成装置において、
上記現像器が、
表面に上記現像剤を保持する、その表面が上記現像位置を経由して移動する現像剤搬送部材と、
上記現像剤搬送部材表面の移動方向に交わる方向に延びた丸い棒状の外形を有した、その棒の周面がその現像剤搬送部材の表面に対向してその周面とその表面との距離で上記現像剤の搬送量が決まる、その棒を周回する方向に回転自在な、その回転の中心から周面までの距離が回転角度によって異なる棒状部材とを備えたものであり、
上記搬送量調整機構が、上記棒状部材を回転駆動して回転角度を調整することで上記現像剤の搬送量を調整するものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の画像形成装置は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、
上記現像器が、
表面に前記現像剤を保持する、その表面が上記現像位置を経由して移動する現像剤搬送部材と、
上記現像剤搬送部材表面の移動方向に交わる方向に延びた板状の外形を有した、その板の端面がその現像剤搬送部材の表面に対向してその端面とその表面との距離で上記現像剤の搬送量が決まる、その表面に接近乖離する方向に移動自在な板状部材とを備えたものであり、
上記搬送量調整機構が、上記板状部材を駆動してその板状部材と上記現像剤搬送部材との距離を調整することで上記現像剤の搬送量を調整するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の画像形成装置では、搬送量調整機構を有さない場合に比べ現像像の濃度を安定させることができる。
【００１５】
請求項２の画像形成装置では、濃度制御部を有さない場合に比べ現像像の濃度をさらに安定させることができる。
【００１６】
請求項３の画像形成装置では、本構成を有さない場合に比べ簡易な構成で現像剤の搬送量を調整することができる。
【００１７】
請求項４の画像形成装置でも、本構成を有さない場合に比べ簡易な構成で現像剤の搬送量を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。
【図２】画像形成工程の初期段階における、細線およびパッチの潜像を記録媒体上に再現するためのトナー濃度と現像コントラストの関係を示す図である。
【図３】図２に示す現像コントラストを説明するための図である。
【図４】比較例１における感光体ロールと現像器の一部を示す図である。
【図５】比較例２における感光体ロールと現像器の一部を示す図である。
【図６】高温高湿（２８℃、８５％、以下同じ）の環境下で長期にわたり画像形成工程が行なわれた場合の、トナー帯電量の低下を示す図である。
【図７】経時変化により低下したキャリアの抵抗値を示す図である。
【図８】比較例において画像形成工程が行なわれて経時変化した時の、細線およびパッチの潜像を記録媒体上に再現するためのトナー濃度と現像コントラストの関係を示す図である。
【図９】図１に示す棒状部材を回転駆動して回転角度を調整する様子を説明するための図である。
【図１０】図９に示す棒状部材を回転駆動する機構を示す図である。
【図１１】本発明の現像器および搬送量調整機構の他の一例である現像器および搬送量調整機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。
【００２１】
図１に示すプリンタ１０は、図示しないモータにより矢印Ａ方向に回転することにより循環移動する表面にトナー像が形成される感光体ロール１１と、この感光体ロール１１の表面に電荷を付与する帯電器１２と、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザ光で露光することにより感光体ロール１１の表面に潜像を形成する露光器１３と、現像剤を収容する現像器１４とを有する。
【００２２】
現像器１４は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を収容した現像剤収容体１４１と、現像剤収容体１４１中の現像剤を保持して矢印Ｃ方向に回転する現像ロール１４２と、断面が楕円の形状を有する棒状部材１４３とを有する。
【００２３】
また、現像器１４の現像ロール１４２は、図示は省略するが、現像バイアスが印加された、円柱状のマグネットロールとその外周を回転可能に覆う円筒状のスリーブとからなるものであり、マグネットロールの磁力によりスリーブ表面に磁性キャリアを吸着することで現像剤が現像ロール１４２に保持され、感光体ロール１１との間に形成された現像位置に搬送される。現像位置に搬送された現像剤中のトナーは、感光体ロール１１の表面に形成された静電潜像と現像ロール１４２との間に発生した電界により磁性キャリアから離れて静電潜像に付着して現像像が形成される。この現像器１４内の現像剤のトナー濃度は、図示を省略した濃度センサで監視されており、トナー濃度が設定濃度を下回った場合には図示を省略した供給機構によって現像器１４にトナーが供給される。
【００２４】
また、このプリンタ１０は、記録用紙を収容する記録用紙収容部１５と、記録用紙収容部１５から記録用紙を引き出して矢印Ｂ方向に搬送する用紙搬送部１６と、感光体ロール１１の表面に形成されたトナー像を、搬送されてきた記録用紙上に転写する転写ロール１７とを有する。
【００２５】
さらに、このプリンタ１０は、感光体ロール１１上に形成された画像濃度制御用のトナーパッチの濃度を制御する濃度センサ１８と、感光体ロール１１上にトナー像の転写後に残留するトナーを除去するクリーニング部材１９と、記録用紙上のトナー像を加熱および加圧することでその記録用紙上にトナー像を定着させる定着器２０とを有する。
【００２６】
また、このプリンタ１０は、濃度センサ１８で検出されたトナーパッチの濃度に基づいてトナー像の濃度を自動制御する制御部２１を有する。具体的には、制御部２１は、露光器１３の露光量を、トナーパッチの濃度が、予め決められた濃度に近づくように制御する。また、現像器１４に備えられた棒状部材１４３を回転駆動して、濃度センサ１８で検出されたトナーパッチの濃度に応じた回転角度に調整する。このような回転角度の調整により、現像器１４が現像のために搬送する現像剤の量が調整される。この搬送量の調整は、トナーパッチの濃度が高いほど、現像剤の搬送量が少量になる調整となっている。
【００２７】
定着器２０は、加熱機構を有する定着ロール２０１と、定着ロール２０１に対向するように設けられた圧力ロール２０２を有する。
【００２８】
ここで、このプリンタ１０における画像形成の動作の流れを簡単に説明する。
【００２９】
画像形成にあたっては、先ず、帯電器１２により感光体ロール１１の表面に電荷が付与される。次いで、電荷が付与された感光体ロール１１の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザ光が露光器１３により照射されることでこの表面には静電潜像が形成される。さらに、現像器１４に収容されている現像剤が現像ロール１４２の表面に供給され、現像ロール１４２と感光体ロール１１との間の領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーにより、感光体ロール１１の表面の静電潜像が現像される。この現像により得られたトナー像が、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１７により転写される。その後、トナー像を加熱および加圧する定着器２０により記録用紙上のトナー像が溶融されて記録用紙上に定着される。
【００３０】
ところで、例えば、感光体ロールへの潜像書き込みを行なうレーザ光の１ドット径はおよそ４０〜６０μｍ程度である。そして感光体ロールには、この１ドット径の線幅を有する細線の潜像や、この細線が有する線幅よりも広い線幅を有する太線の潜像およびパッチの潜像等が書き込まれる。以下では、細線の潜像と、広い面積を有する潜像の代表例であるパッチの潜像とについて説明していく。
【００３１】
図２は、画像形成工程の初期段階における、細線およびパッチの潜像を記録媒体上に再現するためのトナー濃度と現像コントラストの関係を示す図である。
【００３２】
図２の横軸は、現像器１４が有する現像剤収容体１４１に収容された現像剤のトナー濃度ＴＣ（％）を示し、縦軸は現像コントラスト（Ｖ）を示す。ここで、現像コントラストについて図３を参照して説明する。
【００３３】
図３は、図２に示す現像コントラストを説明するための図である。
【００３４】
図３には、帯電ロールにより帯電された感光体ロールの表面電位ＶＨと、現像ロールに印加された現像バイアスＶＢと、露光器からのレーザ光が照射された感光体ロールの露光部における露光部電位ＶＬとが示されている。ここで、現像バイアスＶＢと露光部電位ＶＬとの差が現像コントラストＶｃｏｎｔである。再び、図２に戻って、この現像コントラストＶｃｏｎｔとトナー濃度との関係について説明する。
【００３５】
図２のグラフＡは細線が良好に再現されるのに必要な現像コントラストを示し、グラフＢはパッチが良好に再現されるのに必要な現像コントラストを示す。グラフＡの傾きはグラフＢの傾きよりも小さいので、トナー濃度の変化に伴う現像コントラストの変化は、細線が良好に再現されるのに必要な現像コントラストでは小さく、パッチが良好に再現されるのに必要な現像コントラストでは大きい。このように、細線とパッチとでは、良好に再現されるのに必要な現像コントラストの変化範囲が大きく異なっている。このような相違は、潜像書き込みにおける以下のような相違に起因していると考えられる。
【００３６】
感光体ロールにパッチの潜像を書き込む場合は、１ドット径のレーザ光による多数ドットの書き込みが感光体ロールの表面上で縦横に並んだ状態で行なわれドット同士の重なり合いが多数生じている。このため、そのレーザ光の光量に応じた充分に大きな露光部電位ＶＬ（図３参照）が得られ、従って充分に大きな現像コントラストＶｃｏｎｔが得られる。
【００３７】
また、細線の潜像の書き込みにおいても、感光体ロールの軸方向（レーザ光走査方向）への細線の潜像の書き込みと、感光体ロールの回転方向（プロセス方向）への細線の潜像の書き込みには、ドット同士の重なり合いがあるため、そのレーザ光の光量に応じた大きさの露光部電位ＶＬが得られる。従って、その露光部電位ＶＬの大きさの現像コントラストＶｃｏｎｔが得られてそれらの細線の再現性が確保される。
【００３８】
これに対し、感光体ロールの軸方向に対して斜め方向への細線の潜像を書き込む場合は、レーザ光のドット間距離が離れているため、ドット同士の重なり合いは少ない。このため、斜め方向への細線の再現性を確保するためには充分に大きな現像コントラストが必要となる。
【００３９】
さらに、グラフＣは、感光体ロールへのキャリアの飛翔が発生する現像コントラストを示す。ここでは、キャリアの飛翔が発生する現像コントラストの値はＶ３となっている。
【００４０】
また、図２の縦線Ｌ１，Ｌ２で示す範囲（トナー濃度ＴＣ０，ＴＣ２間の範囲）が、細線およびパッチの双方が現像コントラストの調整で再現され得る濃度範囲を示す。例えば、この濃度範囲内に位置するトナー濃度ＴＣ１においては、細線が良好に再現されるのに必要な現像コントラストの値はＶ１であり、パッチが良好に再現されるのに必要な現像コントラストの値はＶ２である。これに対し、トナー濃度ＴＣ２においては、細線が良好に再現されるのに必要な現像コントラストの値と、パッチが良好に再現されるのに必要な現像コントラストの値はともにＶ０である。制御部２１では濃度センサ１８で検出されたトナーパッチの濃度が、予め決められた目標濃度となるように、即ち結果として現像コントラストがグラフＢ上の現像コントラストになるように露光器１３の露光量を制御する。
【００４１】
ところで、制御部２１は、上述したように、現像器１４に備えられた棒状部材１４３を回転駆動して、濃度センサ１８で検出されたトナーパッチの濃度に応じた回転角度に調整することにより、現像器１４が現像のために搬送する現像剤の量を調整している。この調整は、トナーパッチの濃度が高くそのままではパッチ濃度調整のためＶｃｏｎｔが下がりすぎる設定となり、細線の再現性が確保出来なくなる場合に現像剤の量を減らす方向の調整となっている。このような調整により生じる結果について説明する前に、先ず、比較例について説明する。
【００４２】
本実施形態では、上記現像剤の量の調整が行なわれるが、以下に説明する２つの比較例１，２においては、現像剤の搬送量は常に予め決められた値に調整される。
【００４３】
図４は、比較例１における感光体ロールと現像器の一部を示す図である。
【００４４】
図４には、感光体ロール１１と、現像器を構成する現像ロール１４２および棒状部材２４３が示されている。
【００４５】
感光体ロール１１には、矢印Ａ方向に回転することにより循環移動する表面に、図示しない露光器により潜像が形成される。
【００４６】
現像ロール１４２は、感光体ロール１１の表面に近接する現像位置を経由させて、矢印Ｃ方向に回転することにより循環移動する表面に現像剤を搬送することで、感光体ロール１１の表面に形成された潜像を現像する。
【００４７】
棒状部材２４３は、現像ロール１４２の表面の移動方向に交わる方向に延びた、この図４に示すように円状の断面を有する。棒状部材２４３は、この棒状部材２４３の表面と現像ロール１４２の表面との距離がＧになるように配備されている。この棒状部材２４３の表面が、現像ロール１４２の表面に保持された現像剤に接触することで、現像剤の搬送量が調整される。
【００４８】
この比較例１では、現像ロール１４２の表面と棒状部材２４３の表面との距離Ｇは、常に一定であり、従って現像ロール１４２の表面に保持された現像剤の搬送量は常に一定の量に調整される。
【００４９】
図５は、比較例２における感光体ロールと現像器の一部を示す図である。
【００５０】
尚、図４に示す構成要素と同じ構成要素には同一の符号を付し、異なる点について説明する。
【００５１】
図５には、現像器を構成する現像ロール１４２と板状部材３４３と固定ネジ３４４と固定部材３４５とが示されている。
【００５２】
板状部材３４３は、現像ロール１４２の表面の移動方向に交わる方向に延びた、この図５に示すように断面がＬ字状の形状を有する。この板状部材３４３は、現像ロール１４２の表面と板状部材３４３の端面３４３ａとの距離がＧになるように、固定ネジ３４４で固定部材３４５に固定されている。
【００５３】
この比較例２では、板状部材３４３が、固定ネジ３４４で固定部材３４５に固定されているため、現像ロール１４２の表面と板状部材３４３の端面３４３ａとの距離Ｇは、常に一定であり、従って現像ロール１４２の表面に保持された現像剤の搬送量は常に一定の量に調整される。
【００５４】
高温高湿の環境下で長期にわたり画像形成工程が行われた場合や、現像剤が放置された場合、トナー帯電量が低下する。また、画像形成工程が長期にわたり行なわれた場合、キャリアが経時変化して抵抗値が低下する。ここで、トナー帯電量の低下およびキャリアの抵抗値の低下について、図６，図７を参照して説明する。
【００５５】
図６は、高温高湿の環境下で長期にわたる画像形成工程が行われた時のトナー帯電量の低下を示す図であり、特に図中丸内は３日から７日放置された時の帯電量低下を示している。図７は、経時変化により低下したキャリアの抵抗値を示す図である。
【００５６】
先ず、トナー帯電量の低下について図６を参照して説明する。高温高湿の環境条件下で長期にわたり画像形成工程が行われた場合は、トナー帯電量が徐々に低下している。図６には、画像形成工程が行なわれていく中で、長期にわたる出力によりトナー帯電量が低下していく様子が示されている。
【００５７】
ここで、図６の横軸は画像形成工程数（プリント枚数）を示し、縦軸はトナー帯電量を示す。
【００５８】
トナー帯電量が低下していくにしたがって、トナーとキャリアとの結合力が小さくなるため、感光体ロールへトナーが移動し易くなる。従って、現像コントラストの値が同じであっても、現像像の濃度は高くなる。また、感光体ロール表面に形成された静電潜像をトナーで現像する現像工程では、静電潜像が有する電荷量を、トナーが有する電荷でキャンセルするようにして、現像ロールの表面に保持された現像剤のうちのトナーが感光体ロールの表面に付着する。ここで、トナー帯電量が低下していくと、同一電荷量に相当するトナー量は増大する。このため、静電潜像が有する電荷量をキャンセルするためには、多くのトナーが必要となる。従って、この理由からも現像コントラストの値が同じであっても、トナー帯電量の低下によって現像像の濃度は高くなる。
【００５９】
次に、キャリアの抵抗値の低下について図７を参照して説明する。
【００６０】
図７の横軸はキャリアの抵抗値を測定するための測定電圧（Ｖ）を示し、縦軸はキャリアの抵抗値（Ω）を示す。また、図７に示すグラフＡは初期状態にあるキャリアの、各測定電圧における各抵抗値を示し、グラフＢは経時変化した状態にあるキャリアの、各測定電圧における各抵抗値を示す。尚、これらグラフＡ，Ｂに示すキャリアの抵抗値は、キャリアがトナーを伴って集合して磁気ブラシを形成した状態において測定した抵抗値である。
【００６１】
グラフＢに示す経時変化した状態にあるキャリアの抵抗値は、グラフＡに示す初期状態にあるキャリアの抵抗値と比べて、いずれの測定電圧のポイントにおいても、低い抵抗値となっている。
【００６２】
キャリアにより形成された磁気ブラシは、現像ロール上に形成された抵抗体の膜に相当し、現像に実質的に寄与する電界は、この膜の表面と感光体ロール表面との間に生じる電界である。ここで、磁気ブラシの抵抗値が低下していくとキャリアの膜による電圧降下も低下して、現像に寄与する電界が大きくなるという現象が生じる。従って、現像バイアスの値が同じであっても、感光体ロール表面に形成された静電潜像により多くのトナーが飛翔する。従って、現像コントラストの値が同じであっても、現像像の濃度は高くなる。
【００６３】
このように、トナー帯電量やキャリアの抵抗値が低下すると、上述したように感光体ロールへのトナー移動量が多くなるため、現像像の濃度が高くなる。その結果、上述した比較例では、パッチが良好に再現されるのに必要な現像コントラストが低下する。以下、図８を参照して説明する。
【００６４】
図８は、比較例において画像形成工程が行なわれて経時変化した時の、細線およびパッチの潜像を記録媒体上に再現するためのトナー濃度と現像コントラストの関係を示す図である。
【００６５】
尚、図８の横軸，縦軸は、図２の横軸，縦軸と同じものであるので説明は省略する。
【００６６】
また、図８のグラフＡは細線が良好に再現されるのに必要な現像コントラストを示し、グラフＢはパッチが良好に再現されるのに必要な現像コントラストを示す。図８のグラフＡで示す経時変化したときの細線が良好に再現されるのに必要な現像コントラストの範囲は、図２のグラフＡで示す初期段階における細線が良好に再現されるのに必要な現像コントラストの範囲と比較し、現像コントラストの低下は小さい。これに対し、図８のグラフＢで示す経時変化したときのパッチが良好に再現されるのに必要な現像コントラストの範囲は、図２のグラフＢで示す初期段階におけるパッチが良好に再現されるのに必要な現像コントラストの範囲と比較し、現像コントラストは大きく低下している。細線とパッチとにおけるこのような相違も、上述した潜像書き込みの相違に起因すると考えられる。
【００６７】
さらに、図８には、図２にも示す縦線Ｌ１，Ｌ２が示されている。また、縦線Ｌ１，Ｌ２間には、縦線Ｌ３も示されている。ここで、縦線Ｌ１，Ｌ３で示す範囲（トナー濃度ＴＣ０，ＴＣ１間の範囲）が、細線およびパッチの双方が現像コントラストの調整で再現され得る濃度範囲を示す。このように、経時変化した時の、細線およびパッチの双方が現像コントラストの調整で再現され得る濃度範囲は、図２の縦線Ｌ１，Ｌ２で示す濃度範囲と比べて、狭くなっている。
【００６８】
例えば、トナー濃度ＴＣ２における、細線に対する現像コントラストの値Ｖ０は、図２に示す値Ｖ０と同じであるのに対し、パッチに対する現像コントラストの値Ｖαは、値Ｖ０を大きく下回っている。ここで、現像コントラストを値Ｖαに調整すると、パッチを再現することはできるものの細線は消滅することとなる。その一方で、現像コントラストを値Ｖ０に調整すると、細線を再現することはできるもののパッチの濃度が高すぎてしまうこととなる。このように、比較例のプリンタでは、現像剤の経時変化に伴ってトナー像の濃度制御が困難となる怖れがある。
【００６９】
このような比較例に対し、図１に示す本実施形態のプリンタ１０では、経時変化した時であっても、細線およびパッチの双方が現像コントラストの調整で再現され得る濃度範囲を、例えば図２の縦線Ｌ１，Ｌ２で示すような広い濃度範囲に保つために、制御部２１で、濃度センサ１８で検出されたトナーパッチの濃度が高いほど、現像器１４が潜像のために搬送する現像剤の量が少量になるように、断面が楕円の形状を有する棒状部材１４３を回転駆動して回転角度を調整する。以下、棒状部材１４３を回転駆動して回転角度を調整する様子について図９，図１０を参照して説明する。
【００７０】
図９は、図１に示す棒状部材を回転駆動して回転角度を調整する様子を説明するための図、図１０は、図９に示す棒状部材を回転駆動する機構を示す図である。
【００７１】
図９の上部には、現像器１４に備えられた現像ロール１４２と棒状部材１４３が示されている。棒状部材１４３は、現像ロール１４２の表面の移動方向に交わる方向に延びた丸い棒状の外形を有する。より詳細には、棒状部材１４３は、楕円状の断面を有する。また、この図９の上部に示すように、棒状部材１４３は、その断面における短径側の周面が現像ロール１４２の表面に向けられた位置になっている。
【００７２】
次に、図１０を参照して、棒状部材１４３を回転駆動する機構について説明する。図１０には、制御部２１に備えられた、モータ２１１、そのモータ２１１に軸支されたウォームギア２１２、およびウォームギア２１２からの回転駆動力を順次伝達する第１のギア２１３，第２のギア２１４が示されている。また、棒状部材１４３の端部には、第２のギア２１４からの回転駆動力が伝達されるギア１４３ａが取り付けられている。ここで、モータ２１１、ウォームギア２１２、第１のギア２１３、および第２のギア２１４が、本発明の搬送量調整機構の一例である搬送量調整機構３０を構成している。
【００７３】
この棒状部材１４３は、画像形成工程の初期段階においては、図９の上部に示す位置にある。この位置では、棒状部材１４３の周面と現像ロール１４２の表面との距離はＧ１である。画像形成工程の初期段階においては、この距離Ｇ１により現像剤の搬送量が決まることとなる。
【００７４】
ここで、環境の変化や経時変化によりトナー帯電量が低下したりキャリアの抵抗値が低下している場合、濃度センサ１８（図１参照）で検出されたトナーパッチの濃度が高くなる。制御部２１は、濃度センサ１８で検出されたトナーパッチの濃度が高くなり、パッチ濃度が最適になる光量を算出し、光量が低すぎると判断したことを受けて、図１０に示すモータ２１１を駆動する。これにより、モータ２１１が回転する。このモータ２１１の回転駆動力は、モータ２１１に軸支されたウォームギア２１２から第１のギア２１３，第２のギア２１４に順次伝達される。さらに、第２のギア２１４から、棒状部材１４３の端部に取り付けられているギア１４３ａに伝達されて、棒状部材１４３が回転駆動する。棒状部材１４３が最大に回転した場合には、この図９の下部に示す位置まで回転する。即ち、棒状部材１４３は、図９の上部に示す位置から９０度回転駆動して、その断面における長径側の周面が現像ロール１４２の表面に向けられた位置になる。この位置では、棒状部材１４３の周面と現像ロール１４２の表面との距離はＧ１より小さな距離Ｇ２となる。この距離Ｇ２では、現像剤の搬送量は最小となる。制御部２１は、この図９に示されている最大距離Ｇ１と最小距離Ｇ２との間で距離調整を行い、トナーパターンの濃度が高い程距離を小さくする。このようにすることにより、環境の変化や経時変化によりトナー帯電量が低下したりキャリアの抵抗値が低下している場合であっても、図２に示す画像形成工程の初期段階における細線が良好に再現されるのに必要な現像コントラストを示すグラフＡおよびパッチが良好に再現されるのに必要な現像コントラストを示すグラフＢで表わされるような細線とパッチとの再現性が維持される。
【００７５】
次に、本発明の現像器および搬送量調整機構の他の一例である現像器および搬送量調整機構について、図１１を参照して説明する。尚、これら現像器および搬送量調整機構は、上述した現像器１４および搬送量調整機構３０に替えて図１のプリンタ１０に搭載可能な現像器および搬送量調整機構である。
【００７６】
図１１は、本発明の現像器および搬送量調整機構の他の一例である現像器および搬送量調整機構を示す図である。
【００７７】
図１１には、感光体ロール１１と、現像器１４０と、搬送量調整機構４０とが示されている。
【００７８】
現像器１４０には、現像ロール１４２と、板状部材１４４が備えられている。板状部材１４４は、現像ロール１４２の表面の移動方向に交わる方向に延びた板状の外形を有するものであって、その断面は図１１に示すようにＬ字の形状を有する。また、板状部材１４４は、その端面１４４ａが現像ロール１４２の表面に対向して配備されている。
【００７９】
搬送量調整機構４０には、圧電素子４１と固定部材４２が備えられている。圧電素子４１は、板状部材１４４と固定部材４２との間に配備されている。この圧電素子４１は、制御部２１からの信号電圧の大きさ（例えば０Ｖから５Ｖ）に応じて、図１１の上下方向に伸縮自在な素子である。ここで、圧電素子４１に制御部２１から０Ｖの信号電圧が印加されている場合は、この圧電素子４１は上下方向に伸びきった状態にあり、従って図１１に示す板状部材１４４の端面１４４ａと現像ロール１４２の表面との距離Ｇは大きい。
【００８０】
トナー帯電量やキャリアの抵抗値が低下して濃度センサ１８で検出されたトナーパッチの濃度が高くなると、その高くなった濃度に応じた大きさの信号電圧が圧電素子４１に出力される。すると、圧電素子４１は上下方向に伸びきった状態から縮んだ状態になる。従って、板状部材１４４の端面１４４ａと現像ロール１４２の表面との距離が小さくなり、板状部材１４４の端面１４４ａで現像剤の搬送量が少量に調整される。このようにして、細線およびパッチの双方の再現性を確保してもよい。また、このように現像剤担持体上の現像剤量が制御可能ならば、現像剤量の初期設定を中間的な量として、環境などによりトナー帯電量が高くなりすぎて現像コントラストが不足すると予測される場合は、初期より現像剤担持体上の現像剤量を多くする設定を可能とし、濃度再現性を確保する事も可能である。
【００８１】
尚、本実施形態では、本発明にいう画像形成装置としてプリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は複写機やファクシミリであってもよい。
【００８２】
また、本実施形態では、本発明にいう画像形成装置として、搬送されてきた記録用紙に、転写ロールを用いて感光体ロール上の現像像を直接転写する直接転写方式プリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、転写ベルトを介して現像像を記録用紙に転写する間接転写方式の画像形成装置であってもよい。
【００８３】
さらに、本実施形態では、本発明にいう像保持体として、ロール方式を採用した感光体ロールを例に挙げて説明したが、本発明にいう像保持体は、循環ベルト方式を採用した感光体ベルトであってもよい。
【００８４】
また、本実施形態では、本発明にいう像保持体の表面に潜像を形成するにあたり、ロール方式を採用した感光体ロールの表面に潜像を形成する例で説明したが、循環ベルト方式を採用した感光体ベルトの表面に潜像を形成してもよい。
【００８５】
さらに、本実施形態では、本発明にいう棒状部材として、断面が楕円の形状を有する棒状部材を例に挙げて説明したが、本発明にいう棒状部材は、偏心を有する棒状部材であってもよい。
【００８６】
また、本実施形態では、本発明にいう濃度制御部として、潜像形成部である露光器を制御する例を挙げて説明したが、本発明にいう濃度制御部は、現像器を制御するものであってもよい。
【００８７】
（実施例）
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
【００８８】
実施例では、図１のプリンタ１０の構成をＤｅｌｌ製３１１０ｎ型プリンタに適用した改造機を用いて実験を行なった。具体的には、現像ロール上の現像剤量を制御する棒状部材の断面が長径φ５、短径φ４．５となるように改造したものを使用した。また、この棒状部材の片方の端面に角度固定用のギアを組み込んで、棒状部材と現像ロール間の距離（ギャップ）が可変できるように改造した。この距離を可変することで現像ロール上の現像剤量を可変する。可変量は６００ｇ／ｍ２〜４００ｇ／ｍ２である。この装置において常温常湿（２０℃、５５％）の環境下で画像密度５％で３０００枚プリントした後、高温高湿（２８℃、８５％）の環境下で２日間放置し、常温常湿の環境下でプリントした。プリント終了時に作像制御条件の読み込みを実施した。基準濃度測定値は２６、現像コントラストは２２０Ｖであった。また、画像形成ユニットを取り出し、現像ロール表面の単位面積あたりの現像剤量を測定すると５８５ｇ／ｍ２であった。
【００８９】
２日間放置後の基準濃度測定値は１５であり、この時の読み取り値から現像コントラストは１４５Ｖと設定されることとなる。このため、棒状部材を回転させて、現像ロール表面の単位面積あたりの現像剤量を４５０ｇ／ｍ２に設定した。この状態で基準濃度の測定を実施すると基準濃度測定値は２２であり、現像コントラストは１６５Ｖとなる。この条件では画像密度１００％のパッチ濃度は１．６０であり、また細線再現性も良好であった。
【００９０】
比較例では、Ｄｅｌｌ製３１１０ｎの画像形成ユニットの改造は無く、実施例と同じ条件でプリントした。即ち、常温常湿の環境下で画像密度５％で３０００枚プリントした。その後、高温高湿の環境下で２日間放置した。２日間放置後の基準濃度測定値は１５であり、現像コントラストは１４５Ｖであった。また、現像ロール表面の単位面積あたりの現像剤量は、２日間放置する前と同じ６００ｇ／ｍ２であった。この状態でプリントすると、画像密度１００％のパッチ濃度は１．７６と高く、斜めの細線はややかすれたものとなっていた。
【符号の説明】
【００９１】
１０  プリンタ
１１  感光体ロール
１２  帯電器
１３  露光器
１４  現像器
１５  記録用紙収容部
１６  用紙搬送部
１７  転写ロール
１８  濃度センサ
１９  クリーニング部材
２０  定着器
２１  制御部
３０，４０  搬送量調整機構
４１  圧電素子
４２  固定部材
１４１  現像剤収容体
１４２  現像ロール
１４３  棒状部材
１４３ａ  ギア
１４４,３４３  板状部材
１４４ａ,３４３ａ  端面
２０１  定着ロール
２０２  圧力ロール
２１１  モータ
２１２  ウォームギア
２１３  第１のギア
２１４  第２のギア
２４３  棒状部材
３４４  固定ネジ
３４５  固定部材
【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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