(57)【要約】【課題】周速比変動に起因する画像不良を抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１及び現像剤担持体３が回転している間に、電圧印加手段Ｓ１が直流電圧を印加したときに、電流検知手段Ｉに検知される直流電流の電流値の時間変化が所定量を超えるときの当接位置で像担持体１と現像剤担持体３が停止しないように、像担持体１及び現像剤担持体３の回転の停止を制御する。【選択図】図３
2014038161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に設けられた、静電潜像が形成され回転する像担持体と、前記静電潜像を現像して現像剤像を形成するための現像剤を担持し、前記像担持体に当接するとともに前記像担持体に対して順方向回転して前記現像剤を前記像担持体に供給する現像剤担持体と、の間に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記像担持体及び前記現像剤担持体が回転している状態で前記電圧印加手段が直流電圧を印加したときに、前記現像剤担持体に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値の時間変化に基づいて、前記像担持体の表面の移動速度と前記現像剤担持体の表面の移動速度との速度比の時間変化を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする速度比変動算出装置。
【請求項２】
静電潜像が形成され回転する像担持体と、
前記静電潜像を現像して現像剤像を形成するための現像剤を担持し、前記像担持体に当接するとともに前記像担持体に対して順方向回転して前記現像剤を前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記像担持体と前記現像剤担持体との間に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記像担持体及び前記現像剤担持体が回転している状態で前記電圧印加手段が直流電圧を印加したときに、前記現像剤担持体に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
前記像担持体及び前記現像剤担持体の回転の停止を制御する停止制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記停止制御手段は、
前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値の時間変化が所定量を超えるときの当接位置で前記像担持体と前記現像剤担持体が停止しないように、前記像担持体及び前記現像剤担持体の回転の停止を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値の周期的な変化を算出する算出手段を備えることを特徴とする請求項２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、速度比変動算出装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における一成分トナーを用いた現像方式において、弾性層を有する現像ローラを感光ドラムに接触させる接触現像方式が広く知られている。具体的には、誘電体層をもつ弾性ローラである現像ローラ上に非磁性現像剤を担持し、感光ドラム表面に接触させて現像を行う方式である。現像等のプロセス状態を維持、制御するために種々の制御技術が提案されている。例えば、駆動モータ電流を検出し、予め記憶された駆動モータ電流に対応する駆動体の移動速度と対比することより、所望の被駆動体の移動速度を制御することで所望のプロセス条件を得る技術が提案されている（特許文献１）。さらに、現像ローラ上のトナー層の性状を検知し現像条件を制御するため、トナーが現像ローラから感光ドラムへ転移する際に生じる感光ドラム−現像ローラ間に流れる電流を検知する技術が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６４０９３号公報
【特許文献２】特開２００５−２０８１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転駆動される像担持体である感光ドラムに対する現像剤担持体である現像ローラの周速比を所望の値に設定しても、常に一定の周速比を保てる訳ではなく、周速比が変化し、その変化に起因する画像不良が発生する。例えば、現像ローラと感光ドラムが当接したまま長期間放置すると、現像ローラの当接部はクリープ変形を生じる。その状態のまま、画像形成を行うと、現像ローラにおける変形部が感光ドラムに当接したときに周速比が変化して画像不良が生じる。具体的には、現像ローラのクリープ部分が感光ドラムと当接することで、均一画像中に濃度ムラが生じる。さらに、例えば、感光ドラムと現像ローラが、駆動停止時に毎回同じ場所で接していると、現像ローラのクリープ変形がより進行し周速比変化の増大とともに画像不良（均一画像中の濃度ムラ）が著しく悪化する。
【０００５】
本発明の目的は、周速比変動に起因する画像不良を抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係る速度比変動算出装置は、
画像形成装置に設けられた、静電潜像が形成され回転する像担持体と、前記静電潜像を現像して現像剤像を形成するための現像剤を担持し、前記像担持体に当接するとともに前記像担持体に対して順方向回転して前記現像剤を前記像担持体に供給する現像剤担持体と、の間に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記像担持体及び前記現像剤担持体が回転している状態で前記電圧印加手段が直流電圧を印加したときに、前記現像剤担持体に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値の時間変化に基づいて、前記像担持体の表面の移動速度と前記現像剤担持体の表面の移動速度との速度比の時間変化を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする。
また、
上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像が形成され回転する像担持体と、
前記静電潜像を現像して現像剤像を形成するための現像剤を担持し、前記像担持体に当接するとともに前記像担持体に対して順方向回転して前記現像剤を前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記像担持体と前記現像剤担持体との間に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記像担持体及び前記現像剤担持体が回転している状態で前記電圧印加手段が直流電圧を印加したときに、前記現像剤担持体に流れる直流電流を検知する電流検知手段と、
前記像担持体及び前記現像剤担持体の回転の停止を制御する停止制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記停止制御手段は、
前記電流検知手段に検知される直流電流の電流値の時間変化が所定量を超えるときの当接位置で前記像担持体と前記現像剤担持体が停止しないように、前記像担持体及び前記現像剤担持体の回転の停止を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、周速比変動に起因する画像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略断面図
【図２】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッジを示す概略断面図
【図３】本発明の実施の形態に係る現像装置の構成を示す概略図
【図４】本発明における電流検知手段の概略図
【図５】本発明の実施例１における制御を示すフローチャート
【図６】現像電流と周速比の関係を説明する図
【図７】現像電流の時間変化を説明する図
【図８】本発明の実施例２における制御を示すフローチャート
【図９】現像電流の周期的変化の有無を判定するフローチャート
【図１０】フーリエ変換後の周波数分布を示す図
【図１１】停止制御を示すフローチャート
【図１２】各種設定時間を説明する模式図
【図１３】供給ローラの変形により現像電流が変化することを説明する概略図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
（画像形成装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図１に示す本画像形成装置Ａは、電子写真プロセスを利用したフルカラーレーザープリンタである。本画像形成装置Ａは、イエロー、マゼンダ、シアン、黒色の各色に対応したプロセスカートリッジＢを４連に並べ、各プロセスカートリッジＢで形成されたトナー像を、転写装置の中間転写ベルト２０上に転写することでフルカラー画像を形成する。プロセスカートリッジＢは、図２に示す帯電装置Ｅ、現像装置Ｆ、クリーニング装置Ｃ、感光ドラム１を一体と
した構成となっている。プロセスカートリッジＢにおける画像形成工程は後述する。
【００１１】
各プロセスカートリッジＢの感光ドラム（像担持体）１の各対向位置には、中間転写ベルト２０を挟んで、１次転写ローラ２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｋが設けられている。各プロセスカートリッジＢにおいて被現像体である感光ドラム１上に形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｋにより、それぞれ中間転写ベルト２０上に転写される。中間転写ベルト２０上に重畳転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０の移動方向下流側に設けられた２次転写ローラ２３により、一括して記録紙Ｐ上に転写される。中間転写ベルト２０上の未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナー２１によって回収される。
【００１２】
記録紙Ｐは、画像形成装置Ａ下部のカセット２４内に積載されており、印字動作の要求とともに給紙ローラ２５により搬送され、２次転写ローラ２３の位置において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像を転写される。その後、記録紙Ｐは、定着ユニット２６によりトナー像が加熱定着され、排紙部２７を経て画像形成装置Ａ外部に排出される。
【００１３】
本画像形成装置Ａにおいては、各４色の着脱可能なプロセスカートリッジＢ等を収納する上部のユニットと、転写ユニット、記録紙等を収納する下部ユニットは、分離可能になっている。紙詰まり等のジャム処理発生時や、プロセスカートリッジＢの交換時には、上下のユニットを開口することによりそれらの処理を行う。
【００１４】
（画像形成プロセス）
図２は、並列に置かれた４つのプロセスカートリッジＢの１つに注目し、その近傍の断面を示したものである。画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１として、本実施の形態では、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ドラム１を用いている。画像形成プロセスにおいて、感光ドラム１は１８０ｍｍ／ｓｅｃの速度で画像形成装置Ａにより図中矢印ａの回転方向で回転駆動される。
【００１５】
帯電装置である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム１に加圧接触して感光ドラム１に対して矢印ｂの回転方向に従動回転する。ここで、帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して−１１００Ｖの直流電圧が印加されており、これにより誘起された電荷によって、感光ドラム１の表面電位は−５５０Ｖとなる一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。
【００１６】
この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナーユニット１０により画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図２中の矢印Ｌで示すように感光ドラム１の表面を露光する。感光ドラム１表面における露光された部位は、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、露光部位は明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖ、未露光部位は暗部電位Ｖｄ＝−５５０Ｖの静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。
【００１７】
上記静電潜像は、所定のコート量及び電荷量のトナーコート層が現像ローラ３上に形成される現像装置Ｆにより現像される。トナーコート層の形成方法については後述する。現像ローラ３は、感光ドラム１に接触しながら矢印ｃに示すように感光ドラム１に対して順方向回転する。本実施の形態においては、現像ローラ３に印加されたＤＣバイアス＝−３００Ｖに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ飛翔して静電潜像を実像化する。
【００１８】
中間転写ベルト２０は、１次転写ローラ２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｋにより各プロ
セスカートリッジＢの感光ドラム１に加圧されるとともに、各１次転写ローラには直流電圧が印加されており、各感光ドラム１との間で電界が形成されている。これにより、感光ドラム１上で実像化されたトナー像（現像剤像）は、中間転写ベルト２０に加圧接触される転写領域において、電界の力を受けて感光ドラム１上から中間転写ベルト２０上に転写される。一方、中間転写ベルト２０に転写されずに感光ドラム１上に残った未転写トナーは、クリーニング装置Ｃに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード６により、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置Ｃ内に収納される。
【００１９】
（現像装置）
図３は、本発明の実施の形態に係る現像装置Ｆ及び現像装置Ｆに関わる画像形成装置の一部を示す模式的断面図である。現像装置Ｆは、現像容器Ｔと、現像ローラ３と、供給ローラ５と、トナー規制部材４と、撹拌部材１１と、を備える。現像容器Ｔは、非磁性一成分トナーを収容する。現像剤担持体である現像ローラ３は、感光ドラム１に対して接触しながら感光ドラム１の回転方向に対して順方向となる方向ｃに回転する（回転方向は感光ドラム１と互いに逆）。供給ローラ５は、現像ローラ３に対して接触しながら現像ローラ３の回転方向に対して逆方向となる方向ｄに回転する（回転方向は現像ローラ３と同じ）。現像剤規制手段であるトナー規制部材４は、供給ローラ５の下流側で現像ローラ３に当接する。撹拌部材１１は、現像剤である一成分非磁性トナーを撹拌する。
【００２０】
一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤を含む懸濁重合法により調整され、流動化剤などを外添剤として添加することでネガ極性を有するように作製した。高画質化の点で、重合法であることが好ましいが、粉砕法により調整されてもよい。
【００２１】
現像ローラ３として、本実施の形態では、外径φ６ｍｍの芯金に導電性の弾性層５ｍｍを形成したφ１６ｍｍの弾性ローラを用いており、弾性層には体積抵抗値１０６Ωｍのシリコーンゴムを用いた。弾性ローラ表層には現像剤への電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施の形態では、感光ドラム１に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度をＪＩＳ−Ａで４５°、現像ローラ３の表面粗さとしては、使用するトナーの粒径にもよるが、算術平均粗さＲａは０．０５〜３．０μｍとした。本実施の形態における表面粗さＲａの測定は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に基づいて小坂研究所（株）製の表面粗さ試験機ＳＥ−３０を使用した。高画質化のためには、算術平均粗さ０．３〜１．０μｍであることが好ましい。
【００２２】
供給ローラ５として、本実施の形態では、外径φ５ｍｍの芯金上に発泡骨格構造で比較的低硬度のポリウレタンフォームを５．５ｍｍ形成した外径φ１６ｍｍの弾性スポンジローラを用いた。供給ローラ５は、連泡性の発泡体で構成することにより、過大な圧を加えることなく現像ローラ３と当接し、発泡体表面の適度な凸凹で現像ローラ３上へのトナー供給および現像時に消費されずに残像したトナーの剥ぎ取りを行っている。このセル構造の掻き取り性はウレタンフォームに限定されるものでなく、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭゴム）等を発泡させたゴム等が使用可能である。
【００２３】
現像ローラ３の回転方向ｃに対し、供給ローラ５と現像ローラ３の接触面の下流側には、現像ローラ３に当接するトナー規制手段（現像剤規制手段）であるトナー規制部材４が設けられている。トナー規制部材４は、現像ローラ３上のトナーを感光ドラム１上における現像に適した所定のコート量、及び、所定の電荷量に制御するための部材である。トナー規制部材４は、現像容器Ｔに固定された支持板金４１に、リン青銅板やステンレス板などの薄板状弾性部材４２を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ３に対して当接している。本実施の形態においては、厚さ１．２ｍｍの鉄板を支持板金４１として使用し、厚み１２０μｍのリン青銅板を薄板状弾性部材４２として支持板金４１に固定支持している。薄板状弾性部材４２の片持ち支持部から現像ローラ３との当接部までの距離、い
わゆる自由長さは１４ｍｍであり、現像ローラ３の薄板状弾性部材４２に対する押し込み量は１．５ｍｍである。
【００２４】
＜実施例１＞
本発明の実施例１における現像装置と現像装置にかかわる画像形成装置本体の構成は、図３に示した通りである。現像ローラ３へ電圧を可変に印加可能な電圧印加手段としての電源Ｓ１は、画像形成装置本体に設けられた演算処理手段Ｊにつながっている。また、現像ローラ３に流れ込む直流電流Ｉｄの電流値を測定するための電流検知手段である電流計Ｉを備えている。電流値の正の方向ｉは、図中に示した方向とした。また、電流計Ｉもまた、検知データを転送できるように、演算処理手段Ｊにつながっている。
【００２５】
図４に示すように、本実施例における電流計Ｉは、電流値検出時は、スイッチＳＷが端子ｐ３とつながり、端子ｐ２−端子ｐ３間の電圧を電圧計Ｖにより検知することで、電流値を検出する。このとき、抵抗Ｒは１０ｋΩを用い、電流値の非検知時は、スイッチＳＷは端子ｐ１とつながるように設定した。そのため、電圧値およびスイッチもまた、演算処理手段Ｊにつながっている。さらに、演算処理手段Ｊは、演算処理を行う演算処理部（算出手段）のＣＰＵ、検知データを格納する書き換え可能な記憶装置ＲＡＭ、予め用意されたデータを格納する記憶装置ＲＯＭにより構成し、互いにデータの転送・読み込み可能となるように設定した。なお、以下では電流計Ｉで検出される電流値Ｉｄを現像電流Ｉｄと呼ぶ。また、本実施例では、ＣＰＵは、感光ドラム１、現像ローラ３、供給ローラ５を回転駆動するモータ（不図示）を制御可能に構成されており、それぞれの回転の停止を制御する停止制御手段としても機能する。
【００２６】
図５を参照して、実施例１の感光ドラム１に対する現像ローラ３の周速比の変化を検知し、所望の位置で駆動を停止させる工程について述べる。図５は、本実施例における制御の流れを示したフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１１では、現像電流Ｉｄを検知し、記憶装置ＲＡＭに格納する。本実施例では、感光ドラム１に対して現像ローラ３は順方向周速比１６３％、現像ローラ３に当接する供給ローラ５は現像ローラ３に対して逆回転周速比９０％に設定している。現像ローラ３にＤＣバイアス＝−３００Ｖを印加した際に端子ｐ２−端子ｐ３間の電圧を読み取り間隔０．０５秒で５秒間検出し、現像電流Ｉｄに変換した後記録装置ＲＡＭに格納する。すなわち、感光ドラム１、現像ローラ３、供給ローラ５を上記周速比でそれぞれ回転させながら、現像ローラ３に電圧を印加し続け、その際に現像ローラ３に流れる現像電流Ｉｄを上記時間間隔で検知する。
【００２８】
ステップＳ１２では、検知した現像電流Ｉｄに変化があるかどうかを判定する。判定方法としては、現像電流Ｉｄの変化Δが所定量ΔＩｄ以上変化した際に、現像電流Ｉｄの変化ありと判定する。具体的に本例において、所定値ΔＩｄは、現像電流Ｉｄの定常状態の２０％とした。また、定常状態とは、現像電流Ｉｄの変動が５％以内を約０．３秒以上維持した場合とした。
【００２９】
また、現像電流Ｉｄの変化を検知することで、感光ドラム１に対する現像ローラ３の周速比の変化を検知する。詳細は後述する。以上、本実施例における周速比変動算出装置（速度比変動算出装置）Ｍ（図３）は、Ｓ１１、Ｓ１２ステップにより周速比変動の算出を行う。
【００３０】
ステップＳ１２において、現像電流Ｉｄの変化があると判定した場合、ステップＳ１３ａに進む。ステップＳ１３ａでは、感光ドラム１、現像ローラ３、供給ローラ５の停止位置を所望の当接位置に制御する。ここで制御とは、現像電流Ｉｄの変化と、駆動停止タイ
ミングが同期しないように、感光ドラム１、現像ローラ３、供給ローラ５の駆動を停止させることである。具体的には、本実施例においては、上述した現像電流Ｉｄの定常状態時に、感光ドラム１、現像ローラ３、供給ローラ５が停止するように制御を行った。駆動停止時に現像電流Ｉｄが定常状態から変化した状態にある場合、感光ドラム１、現像ローラ３、供給ローラ５を、その位置では駆動を停止させず、定常状態になるまで駆動させた後に駆動を停止させた。
【００３１】
ステップＳ１２において、現像電流Ｉｄの変化がないと判定した場合、ステップＳ１３ｂに進む。ステップＳ１３ｂでは、停止制御を行わず、感光ドラム１、現像ローラ３、供給ローラ５の駆動を停止させる。
【００３２】
現像電流Ｉｄの変化と、感光ドラム１に対する現像ローラ３の周速比の変化との関係について述べる。まず、現像電流Ｉｄが変化する理由を、図６を用いて述べる。本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、以下のようなことが明らかになった。図６に示す図は、実施例１における初期状態の周速比に対する現像電流の測定結果である。図から分かるように、現像電流Ｉｄの値は、周速比１００［％］で極値になり、周速比１００［％］より大きくなるほど、または、小さくなるほど現像電流の絶対値は大きくなる。また、トナーをコートしていない現像ローラと感光ドラムを当接させた場合においても、同様の相似形の曲線を得られることが分かった。従って、周速比１００％時に極値を持つ現象は、感光ドラムと現像ローラが直接当接し、電気的なやり取りを行うことで生じる現象である。
【００３３】
つぎに、周速比が１００［％］のとき、現像電流Ｉｄが極値となる理由について述べる。感光ドラム又は現像ローラの表面上のある１点が現像ローラ又は感光ドラムの表面と接触したときに、当該ある１点において電荷の注入が行われると仮定し、感光ドラム及び現像ローラの表面がそのような接触点の集合と仮定する。感光ドラムと現像ローラの周速比は、それぞれの表面において単位時間あたりに接触する回数（接触点の数）に影響を与えると考えられる。周速比が１００％のときに、すなわち、感光ドラム表面の移動速度と現像ローラ表面の移動速度に略差がないとき、感光ドラム表面と現像ローラ表面の単位時間あたりの接触回数が最も少なくなると考えられる。このとき、感光ドラム表面と現像ローラ表面の摩擦機会や電荷の注入する機会が最小となり、結果、現像ローラに流れる現像電流Ｉｄの絶対値が最小になる。すなわち極値をとる、と考えられる。そして、周速比が１００％以外の場合は、感光ドラム表面と現像ローラ表面の周速差が大きいほど単位時間あたりの接触回数が増え、現像電流Ｉｄの絶対値は大きくなる。
【００３４】
また、本実施例の制御は、現像ローラ上のトナーコートしていない領域を利用し、かつ、非印字状態のままで行うことができる。すなわち、非印字中に、現像ローラ上にコートされたトナー層の状態に影響を与えることなく、制御を行えるため、簡便な制御方法である。現像ローラ表面にトナーコート部とトナー非コート部が存在し、トナー非コート部は、現像ローラの長手方向の両端部、各１５ｍｍずつ設けた。
【００３５】
つぎに、本実施例において、現像電流Ｉｄを時間経過とともに計測した結果の１例を示す。本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、図７に示すように、現像電流Ｉｄを時間経過とともに測定すると値が変化する場合があり、その時、感光ドラム１と現像ローラ３との周速比も周期的に変化していることを突き止めた。この理由は十分明らかになってはいないが、概ね以下のような現象のために生じると考えられる。
【００３６】
まず、感光ドラム１と現像ローラ３との周速比が変化することで、それに伴って現像電流Ｉｄが変化する理由について述べる。感光ドラム１の周速Ｖｅｌ＿ＤＲに対し、現像ローラ３の周速Ｖｅｌ＿Ｄが、Ｖｅｌ＿ＤＲ＜Ｖｅｌ＿Ｄの関係にあるとき、Ｖｅｌ＿ＤがＶｅｌ＿Ｄ＋ΔＤに増加すると、感光ドラム１と現像ローラ３との周速差が大きくなる。
このとき、感光ドラム１と現像ローラ３との単位時間当たりの接触機会が増えることにより、感光ドラム３から現像ローラ１への単位時間当たりの電荷の注入量が増えると考えられる。そのため、現像電流Ｉｄが増加する。感光ドラム１に対する現像ローラ３の周速比が所定の比率から瞬間的に大きくずれたときに、上記現像電流Ｉｄでは、瞬間的に大きな変動が生じると考えられる。また、このような現象の発現は、駆動停止時、現像ローラ等が他の部材と長期間当接し、クリープ変形のような部材の変形が発生していることに起因していると考えられる。本実施例では、長期間同じ位置で当接する状態を避けるために、駆動停止位置を制御する。
【００３７】
＜実施例２＞
本発明の実施例２は、基本的には実施例１に準ずるが、以下の点が異なる。なお、ここで説明しない構成については、実施例１と共通するため説明を省略する。本実施例では、検知する現像電流Ｉｄの値を時間変化とともに読み取り、そこから周期的な変化の有無を判定することで、感光ドラム１と現像ローラ３との周期的な周速比の変化を検知する。更に、周速比の周期的な変化を基に、所望の位置停止制御を行う。
【００３８】
図８を参照して、実施例２において、周速比の周期的な変化を検知し、特定の回転駆動部材を所望の停止位置で停止させる工程について述べる。図８は、実施例２における制御の流れを示したフローチャートである。
【００３９】
ステップＳ２１では、現像電流Ｉｄを検知し、記憶装置ＲＡＭに格納する。ステップＳ２１の詳細は、実施例１の制御におけるステップＳ１１と同様なので、説明を省略する。ステップＳ２２では、現像電流Ｉｄの周期的変化の有無を判定する。判定方法の詳細は後述する。ステップＳ２２で肯定判定の場合、ステップＳ２３ａに進み、感光ドラム、現像ローラ、供給ローラを所望の停止位置で停止させる制御を行う。停止制御の詳細は後述する。ステップＳ２２で否定判定の場合、ステップＳ２３ｂに進み、実施例１のステップ１３ｂと同様、停止制御を行わずに感光ドラム、現像ローラ、供給ローラの駆動を停止させる。
【００４０】
図９及び図１０を参照して、実施例２において、現像電流Ｉｄの周期的変化の有無を判定する、ステップＳ２２の詳細について述べる。図９は、現像電流Ｉｄの周期的変化を検出する流れを示したフローチャートである。図１０は、図７の波形を高速フーリエ変換することで得られる周波数分布である。本実施例では、現像電流Ｉｄの周期的変化を検出する方法として、高速フーリエ変換を用いた。
【００４１】
ステップＳ２２−１では、図１０に示すような現像電流Ｉｄの周波数分布を算出する。ステップＳ２２−２では、算出した周波数分布にピークがあるかどうかの判定を行い、ピークがある時にピーク時の周波数をＰｉ（ｉ＝１、２、３…）とする。ピークの有無の判別には、所定の振幅値以上（本例では、１以上とした）の時にピークがあるとした。ピークがあると判定された場合、周波数を上げながら振幅が所定の振幅値以下となるまで走査していき、その間で最大の振幅をとる周波数をピーク時の周波数Ｐｉとした。
【００４２】
ステップＳ２２−３では、予め前記演算処理手段Ｊ中の記憶装置ＲＯＭに格納されてある、プロセスカートリッジ中で回転駆動する各部材の単位秒当たりの回転数Ｑｉ（ｉ＝１、２、３…）を読込む。ステップＳ２２−４では、算出したピーク時の周波数Ｐｉと、予め格納されてある回転数Ｑｉが一致するかどうかの判定を行う。一致した場合、その回転数Ｑｉを有する部材が、周速比変動の原因である。具体的には、本実施例において、回転数Ｑｉに対して周波数Ｐｉの値が±０．２の範囲に入っている場合、回転数Ｑｉとピーク時の周波数Ｐｉは一致していると判定した。
【００４３】
ステップＳ２２−５では、周速比の周期的な変化を引き起こしている原因部材の特定を行い、回転数Ｑｉから算出した周期Ｒｉを記憶装置ＲＡＭに格納する。ここで、周期Ｒｉは回転数Ｑｉの逆数として求められ、周速比の周期的な変化の周期に一致する。また、算出せずに、予め回転数Ｑｉに対応する周期Ｒｉを、記憶装置ＲＡＭに格納しておいてもよい。以上、本発明における周速比変動・算出装置Ｍ（図３）は、ステップＳ２１、Ｓ２２により周速比変動・算出を行う。
【００４４】
図１１及び図１２を参照して、本実施例において、停止制御を行う、ステップＳ２３ａの詳細について述べる。図１１は、停止制御の流れを示したフローチャートであり、図１２は、各種設定時間を模式的に表したものである。
【００４５】
ステップＳ２３ａ−０１では、停止制御開始時刻Ｔ０を、記憶装置ＲＡＭに格納する。ステップＳ２３ａ−０２では、時刻Ｔ０から、現像電流Ｉｄの周期的変化が起こるまでの時刻αを算出する。ステップＳ２３ａ−０３では、周速比の周期的変化の周期Ｒｉを読込む。ステップＳ２３ａ−０４では、停止予定時刻Ｘを算出する。ステップＳ２３ａ−０５では、Ｘ＝α＋ｎ＊Ｒｉとならない位置で停止させる。ここで、ｎは任意の整数である。また、より正確に制御を行うために、Ｘ=α＋ｎ＊Ｒｉ±０．１とならないようにする等
の制御を行うことが望ましい。また、本実施例の構成においては、周期的変化を発生させている、つまり、画像不良が発生している部材が特定できることから、異常の警告や部材の交換をスムーズに行うことも出来る。
【００４６】
＜比較例＞
本比較例は、基本的には実施例１に準ずるが、停止制御を行わない点が異なる。
【００４７】
≪各実験例及び比較例の評価方法≫
本実施例と比較例の差異を比較するために行った、バンディング評価の詳細について述べる。バンディング評価では、印字後１日放置した後、評価用の印字物を出力するということを行い、評価用の印字物に対してバンディングの発生具合を調べた。ここで、バンディングとは、通紙方向と垂直な向きに、画像の濃淡差による帯が入ることを指す。この工程を１週間繰り返した。
【００４８】
バンディングの発生具合については、目視によって判断し、以下の三段階の評価レベルを設けた。
○：バンディング発生なし
△：ハーフトーン、又はベタ画像の何れか一方でバンディング発生
×：ハーフトーン、及びベタ画像の両方でバンディング発生
【００４９】
実施例１〜２、及び比較例の評価結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2014038161.tif 000003
【００５１】
≪比較例に対する優位性≫
はじめに、従来技術である比較例と本発明の実施例１とを比較することにより、本発明の優位性について述べる。比較例は、実施例１に対して、停止制御が行われないため、駆
動停止時に、現像ローラ３に当接する各部材（感光ドラム１、供給ローラ５、規制部材等）とが、毎回同じ個所で接したまま停止することがある。そうすることで、現像ローラ３や供給ローラ５の変形が進行する。バンディングは、回転駆動部材の変形等により、感光ドラム１と現像ローラ３との周速比が変化することで発生する。本評価で発生したバンディングの原因を調べてみると、いずれも供給ローラ５の変形が原因であった。
【００５２】
これに対して、実施例１は、現像電流Ｉｄの変化の大きい位置を避けて、つまり、現像ローラ３と供給ローラ５とが当接する位置が同一箇所で停止するのを抑制している。よって、比較例に比べ、バンディングの主要因である供給ローラ５の変形は進行せず、バンディング評価が良化している。
【００５３】
次に、比較例と実施例２とを比較する。実施例２では、現像電流Ｉｄの周期的な変化を検知し、これを停止制御に反映させてある。現像電流Ｉｄの周期的な変化を検知することによって、より精度よく停止制御を行うことができる。よって、供給ローラ５の変形がさらに精度よく抑制され、バンディングが発生していない。
【００５４】
以下では、周速比の周期的変化と、現像電流Ｉｄの周期的変化と、本評価で発生した供給ローラの変形との関係について述べる。まず、現像電流Ｉｄの周期的な変化の発生要因は次のように考えられる。プロセスカートリッジを、使用せずに長期保管した場合や、レーザープリンタ本体内にあったとしても、長期間駆動されなかった場合、現像ローラ３と供給ローラ５との接触部に断続的に圧力がかかることにより、少なくとも一方のローラが変形する。
【００５５】
図１３（ａ）〜（ｃ）は、供給ローラ５が変形することで現像電流Ｉｄが周期的に変化することを模式的に表した図である。図１３（ａ）は、供給ローラ５の変形部が現像ローラ３との接触部に差しかかったときの様子を示す模式図である。図１３（ｂ）は、供給ローラ５の変形部が現像ローラ３との接触部を通過する直前の様子を示す模式図である。図１３（ａ）は、供給ローラ５の変形部が現像ローラ３との接触部を完全に通過した後の様子を示す模式図である。
【００５６】
図１３（ａ）にあるように、供給ローラ５の凹部（変形部）が現像ローラ３との接触部に差しかかると、両部材間の接触圧力が弱まり、現像ローラ３のトルクが弱まる。結果として、現像ローラ３の周速が一時的に速まり、感光ドラム１との周速差が大きくなり、現像電流Ｉｄが増加する。
【００５７】
図１３（ｂ）にあるように、供給ローラ５の凹部が現像ローラ３との接触部を完全に通過してしまう直前、両部材間の接触圧力が強くなり、現像ローラ３のトルクが強くなる。結果として、現像ローラ３の周速が一時的に遅くなり、感光ドラム１との周速差が小さくなり、現像電流Ｉｄが減少する。
【００５８】
供給ローラ５が回転駆動されている限り、図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）に示す現象が周期的に繰り返し発生するため、図７に示すような現像電流Ｉｄが検出される。また、現像ローラ３と供給ローラ５間だけでなく、部材間で接している箇所がある場合、同様に部材の変形が発生し、現像電流Ｉｄの周期的な変化が発生する。
【００５９】
周速比の変化を検知して停止位置を制御する機構の入っていない比較例では、供給ローラ５の変形が進行するものがあり、１０個のカートリッジ中３個に当たるカートリッジから出力された印字物が、バンディング評価×となった。これに対し、実施例２に示す構成を適応した場合、供給ローラ５において変形の進行が著しく小さく、バンディング評価は全て○であった。
【００６０】
以上述べたように、本実施例によれば、感光ドラム１と現像ローラ３との周速比の変化を基に停止制御を行うことで、画像不良を抑制することができる。さらに、感光ドラム１と現像ローラ３との周速比の周期的変化を基に、より高精度で停止制御を行うことで、画像への影響を著しく抑制することができる。また、周速比の周期的変化の原因となる、部材変形の進行を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施例によれば、簡易な構成により上記効果を長期にわたって得ることができる。すなわち、現像ローラと感光体ドラム間の周速比の周期的な時間変化を算出する装置を設けることで、周速を直接に検出するための手段（例えば、回転速度計やレーザー速度計）を用いる必要がなくなり、低コストかつ小型な構成で周速を検知することができる。
【００６２】
なお、本実施例のような、当接する２つの媒体間の周速比の周期的な時間変化を検知する構成を適用することができる装置は、画像形成装置に限られない。
【符号の説明】
【００６３】
１…感光ドラム、２…帯電ローラ、３…現像ローラ、Ａ…画像形成装置本体、Ｂ…プロセスカートリッジ、Ｃ…クリーニング装置、Ｆ…現像装置、Ｓ１…電源、Ｉ…電流計、Ｊ…演算処理手段
【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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