(57)【要約】【課題】感光体の周囲に配置される部材と感光体との距離を高精度に一定に保つことによって高質画像を得ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】電子写真方式を用いた画像形成装置において、回転自在に保持された円筒状第１部材と、該円筒状第１部材に当接する少なくとも１個以上のコロ部材と、該コロ部材の位置変位に応じて変形する第１の圧電素子部材と、前記円筒状第１部材の半径方向に移動可能に保持された第２部材と、該第２部材と接続された第２の圧電素子部材と、前記第１の圧電素子部材からの出力信号を処理する処理手段と、処理された信号を前記第２の圧電素子へ入力する入力手段と、前記処理手段において第１の圧電素子部材からの出力信号を、フィルタを用いて所望の周波数以外の変動成分をカットし、第２の圧電素子へ入力しない。【選択図】図１
2006194943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式を用いた画像形成装置において、
回転自在に保持された円筒状第１部材と、該円筒状第１部材に当接する少なくとも１個以上のコロ部材と、該コロ部材の位置変位に応じて変形する第１の圧電素子部材と、前記円筒状第１部材の半径方向に移動可能に保持された第２部材と、該第２部材と接続された第２の圧電素子部材と、前記第１の圧電素子部材からの出力信号を処理する処理手段と、処理された信号を前記第２の圧電素子へ入力する入力手段と、前記処理手段において第１の圧電素子部材からの出力信号を、フィルタを用いて所望の周波数以外の変動成分をカットし、第２の圧電素子へ入力しないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記円筒状第１部材は、感光体である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】
前記圧電素子部材は、セラミック圧電素子（以下、バイモルフ）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】
前記第２部材は、現像装置であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
第２部材と接続された第２の圧電素子部材の相対距離は、所望量に調整可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２部材は、帯電装置であることを特徴とする請求項１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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、感光体とその周囲に配置されるものの距離（スキマ、ギャップ）を高精度に一定に保つことは、高画質を得るために重要である。例としては、感光体に電荷を与えるコロナ帯電装置や現像装置の現像ローラ等がある。
【０００３】
従来では、コロナ帯電装置においては機械的寸法精度によってその位置を決めたり、帯電ワイヤと感光体のスキマを調整したりしていた。現像装置においては、感光体と現像ローラのギャップを高精度に調整組しているものがあった。又、現像ローラの両端部同軸上にコロ状の突き当て部材を設けて、それを感光体に突き当てることでギャップを一定に保つものがあった。
【０００４】
一方、圧電素子の一種で、バイモルフと呼ばれるものがある。このバイモルフを画像形成装置に用いた例として参考文献を示す。バイモルフはセラミック製の圧電素子であり、通常の圧電素子と比較して、変位可能量は小さいが応答性が良く、保持力が大きいという特徴を持つ（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２５４８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の、特に、感光体と現像ローラのギャップを高精度に調整組する構成においては、感光体及びその保持部材、現像スリーブの振れを高精度に加工する必要がある。そのため部品コストの上昇を招いている。
【０００７】
突き当てコロ方式の場合、感光体の振れはキャンセルできるが、現像ローラ及び突き当てコロを高精度に加工しなければならないのは同様である。又、突き当てコロに異物が付着すると、現像ローラが振動し、画像を劣化させる（ピッチムラ）可能性がある。
【０００８】
このように、機械的寸法精度と調整組といった従来の方式では、製造コスト的にも性能的にも限界があり、更なる高画質化を図るのは難しかった。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、感光体の周囲に配置される部材と感光体との距離を高精度に一定に保つことによって高質画像を得ることができる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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置において、回転自在に保持された円筒状第１部材と、該円筒状第１部材に当接する少なくとも１個以上のコロ部材と、該コロ部材の位置変位に応じて変形する第１の圧電素子部材と、前記円筒状第１部材の半径方向に移動可能に保持された第２部材と、該第２部材と接続された第２の圧電素子部材と、前記第１の圧電素子部材からの出力信号を処理する処理手段と、処理された信号を前記第２の圧電素子へ入力する入力手段と、前記処理手段において第１の圧電素子部材からの出力信号を、フィルタを用いて所望の周波数以外の変動成分をカットし、第２の圧電素子へ入力しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、感光体の周囲に配置される部材と感光体との距離を高精度に一定に保つことが可能となるため、従来以上の高画質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
＜実施の形態１＞
図１及び図２は本発明に係る画像形成装置の感光体周りの構成図であり、同図において、１は感光体、２は突き当てコロ、３は突き当てコロ２を回転自在に支持する支持部材、４はバイモルフであり、支持部材と装置本体にその両端を固定されている。バイモルフ４は、予め撓ませた状態で取り付けられており、突き当てコロ２が常に感光体１と当接するようになっている。
【００１４】
突き当てコロ２、支持部材３、バイモルフ４は２セット設けられ、それぞれ感光体１の被画像形成位置（両端部）に突き当てコロ２が当接するようになっている。
【００１５】
図２において、５は現像装置、５ａは現像ローラ、６は現像突き当て部、７はバイモルフ、８は現像加圧バネである。現像装置５は、感光体１の中心方向に向かって接近／離間が可能なように保持されている。バイモルフ７は、装置本体と現像突き当て部６に両端を保持されている。この状態で、バイモルフ７は撓んでいない。現像加圧バネ８は、現像装置５を感光体１から離間する方向へ付勢し、現像装置５は、その一部が現像突き当て部６に当接したところで位置を固定される。
【００１６】
現像装置５は、感光体１に対する初期位置の調整が必要である。その方法は以下の通りである。
【００１７】
感光体１及び現像ローラ５ａを調整用のものに交換する。これは高精度に製造されており、振れ、直径のバラツキ等が無視できるほどに小さい。その状態において調整用感光体と現像ローラのスキマ（以下、ＳＤギャップ）が所望の値になるように調整する。調整は現像装置５内の調整駒８を動かすことによって行う。調整終了後、感光体１と現像ローラ５ａを実際のものに戻す。
【００１８】
以上のような状態においてバイモルフ７に何らかの電圧が印加されると、それに応じてバイモルフ７が撓み方向に変位し、それによって現像装置５が感光体１に近づいたり離れたりする。
【００１９】
図１及び図３を用いて、装置の初期状態における電圧変動について説明する。初期状態とは、感光体１、突き当てコロ２に摩耗や汚れの付着等がない状態を言う。
【００２０】
画像形成動作を開始すると感光体１は回転し、それに応じて突き当てコロ２も回転する。感光体１、突き当てコロ２は円筒形であるが、或る程度、半径方向の振れを持っている。その振れによってバイモルフ４の撓み量は微少に変化し続け、その撓みに応じて電圧を発生する。
【００２１】
図３（ａ）にその電圧波形を示す。バイモルフ４の初期撓み量に応じた電圧Ａ（ＤＣ成分）、感光体１周期の大きな波（ＡＣ成分）、突き当てコロ２周期の小さな波（ＡＣ成分）が合成されたものが出力電圧として出力される。この電圧波形を周波数解析したものが図２（ｂ）である。これによれば、感光体１の振れによる感光体１周期の周波数と突き当てコロ２の振れによる突き当てコロ２周期の周波数にピークがあることが分かる。
【００２２】
この電圧信号を信号処理部に送り、そこで演算処理を行った後、バイモルフ７へ入力する。その信号に応じてバイモルフ７が変位し、現像装置５が感光体１に対して移動することで、ＳＤギャップを一定に保つことが可能となる。
【００２３】
信号処理の考え方は以下の通りである。
【００２４】
図４を用いて説明する。
【００２５】
感光体１の回転数は予め分かっているので、その回転周期の周波数はおおよそ計算できる。図４（ａ）で示すように、バイモルフ４から出力された電圧波形に対して、感光体１の回転周波数近傍のみを残して他の周波数成分をカットするフィルタを掛ける。それによって、元の電圧波形は図４（ｂ）のようになる。この電圧信号を、信号伝達経路内でのロス分に応じてアンプで増幅し、入力信号と同じ振幅にした後に、バイモルフ７へ入力する。これによって、現像装置５は感光体１の振れによる半径方向の変動に追従して移動し、その結果、ＳＤギャップを感光体１の振れによらず一定に保つことができる。
【００２６】
次に、装置の使用期間が長くなり、感光体１の端部にトナー等の異物が付着したり、突き当てコロ２が耐久摩耗したりした場合について説明する。
【００２７】
図５を用いて説明する。
【００２８】
耐久が進んでくると、感光体１表面の汚れや凸凹、突き当てコロ２の汚れや凸凹、摩耗等によって、バイモルフ２の出力信号に変化が現れる。それはＤＣ成分の変動（ＡからＡ＋αに変化）と初期にはなかった周波数成分が出てくる、ということである。
【００２９】
これに対しては、信号処理部において以下のような処理を行う。
【００３０】
先ず、ＤＣ成分の変動分αを検出し、その分波形をシフトする。次に、初期と同じように感光体回転周期以外の周波数成分をカットする。最後に増幅する。
【００３１】
このような処理を行うことによって、装置耐久が進んだ後でも図４（ｂ）と同じ波形を取り出すことが可能となる。これをバイモルフ７へ入力することで、一定のＳＤギャップを維持することができる。
【００３２】
以上説明したように、本例ではバイモルフを２対使って現像装置の位置を制御することで、安定なＳＤギャップを得ることを可能とした。バイモルフは変位量が小さいが、応答性が良く、保持力も大きいため、本例のような高精度な制御に適している。
【００３３】
＜実施の形態２＞
実施のの形態１の現像装置をコロナ帯電装置にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の感光体周りの構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の感光体周りの構成図である。
【図３】初期状態における電圧変動を示す図である。
【図４】バイモルフから出力される電圧波形を示す図である。
【図５】バイモルフから出力される電圧波形を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    感光体
２    突き当てコロ
３    支持部材
４    バイモルフ
５    現像装置
５ａ  現像ローラ
６    現像突き当て部
７    ハイモルフ
８    現像加圧バネ
【図１】
2006194943.tif 000003
【図２】
2006194943.tif 000004
【図３】
2006194943.tif 000005
【図４】
2006194943.tif 000006
【図５】
2006194943.tif 000007