(57)【要約】      （修正有）【課題】  現像スリーブに振れによる濃度ムラを抑制して高品位画質を確保することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】  静電潜像が表面に形成される感光体ドラムと、上記感光体ドラムへ露光する露光手段と、上記感光体ドラムに隣接して設けられ、該感光体ドラムの静電潜像に現像剤を供給する中空の現像スリーブと、上記現像スリーブの両端部に回転自在に設けられ、上記感光体ドラムに当接して現像スリーブと感光体ドラムとの間隔を一定に保持する一組の調整コロとを備えた画像形成装置において、上記感光体ドラム外周面の振れ幅に基づき上記露光手段から上記感光体ドラムへ露光する光の特性（例えば、レーザ出力のエネルギー又はレーザ強度のオーバーシュート率或いはＬＥＤ素子の露光エネルギー）を変更することを特徴とする。【選択図】 図４
2006126472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が表面に形成される感光体ドラムと、
上記感光体ドラムへ露光する露光手段と、
上記感光体ドラムに隣接して設けられ、該感光体ドラムの静電潜像に現像剤を供給する中空の現像スリーブと、
上記現像スリーブの両端部に回転自在に設けられ、上記感光体ドラムに当接して現像スリーブと感光体ドラムとの間隔を一定に保持する一組の調整コロとを備えた画像形成装置において、
上記現像スリーブ外周面の振れ幅に基づき上記露光手段から上記感光体ドラムへ露光する光の特性を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記露光手段がレーザ方式であり、上記光の特性がレーザ出力のエネルギー又はレーザ強度のオーバーシュート率であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記露光手段がＬＥＤ方式であり、上記光の特性がＬＥＤ素子の露光エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記現像剤は一成分現像剤であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか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、潜像を担持する潜像担持体に現像剤を付与することにより、該潜像を可視画像とする画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置は、図８に示すように、潜像担持体たる感光体ドラム１０１に形成された静電潜像を現像剤１０３にて可視画像とするため、撹拌棒１０４にて搬送されてきた現像容器１００内の現像剤１０３を現像位置へと担持して搬送するための現像剤担持体たる現像スリーブ１０２が感光体ドラム１０１と対向して配設された現像装置を備えている。このような現像装置において、現像剤が磁性トナーである場合には、マグネットロールを内蔵する現像スリーブを使用し、現像剤が非磁性トナーである場合には、マグネットロールを内蔵しない現像スリーブを使用している。
【０００３】
従来の複写機においては、現像スリーブ１０２の両方の軸部に回転自在な一組の調整コロ（図３の符号４０参照）を１つずつ設け、感光体ドラムと現像スリーブとの間のギャップ（以下、Ｓ−ＤＧａｐと称す）を一定に保持することにより、高画質を達成するようにしている。
【０００４】
しかし、このような調整コロを現像スリーブに設けたとしても、図９に示すように、現像スリーブ自体の振れに応じて、Ｓ−ＤＧａｐが不均一になり、Ｓ−ＤＧａｐが小さい所に対応する画像上の部分では、ハーフトーン画像などで画像がより濃くなり、Ｓ−ＤＧａｐが大きい所に対応する画像上の部分では、画像がより薄くなり、結局画像上に現像スリーブの回転と同じ周期で濃度ムラが現れることとなる。
【０００５】
よって、濃度ムラのない高品位画質を得るには、現像スリーブの高形状精度が要求される。そこで特許文献１では、振れに基づく現像スリーブ外周面の形状（真円度）に着目し、形状に関する所定の基準に合致した（できるだけ真円に近い）現像スリーブのみを現像装置に搭載することにより高画質を達成するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１６２８６３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、このような形状に関する基準を現像スリーブ単品の仕様に課すとなると、振れ幅は許容範囲にあるものの、形状としては許容できないために不良品となる現像スリーブの数が増大することになり、歩留まり及びコストを考えると最善の方法とは言えない。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、現像スリーブの振れによる濃度ムラを抑制して高品位画質を確保することの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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が表面に形成される感光体ドラムと、上記感光体ドラムへ露光する露光手段と、上記感光体ドラムに隣接して設けられ、該感光体ドラムの静電潜像に現像剤を供給する中空の現像スリーブと、上記現像スリーブの両端部に回転自在に設けられ、上記感光体ドラムに当接して現像スリーブと感光体ドラムとの間隔を一定に保持する一組の調整コロとを備えた画像形成装置において、上記現像スリーブ外周面の振れ幅に基づき上記露光手段から上記感光体ドラムへ露光する光の特性を変更することを特徴とする。
【０００９】
そして、上記露光手段としてレーザ方式を使用する場合は、上記光の特性としてはレーザ出力のエネルギー又はレーザ強度のオーバーシュート率とすることができ。また、上記露光手段としてＬＥＤ方式を使用する場合は、上記光の特性としてはＬＥＤ素子の露光エネルギーとすることができる。
【００１０】
本発明は、現像剤として一成分現像剤を使用する画像形成装置に対して好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、現像スリーブ外周面の振れ幅に基づき感光体ドラムへ露光する光の特性（例えば、レーザ出力のエネルギー又はレーザ強度のオーバーシュート率或いはＬＥＤ素子の露光エネルギー）を変更することにより、後述する実施例からも明らかなように、現像性が向上し１ドットの再現性が良くなるため、現像スリーブに振れによる濃度ムラを抑制して高品位画質を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態における画像形成装置の一例たるデジタル複写機全体の概略構成図である。以下にそれぞれの働きについて説明する。
【００１４】
潜像担持体たる感光体ドラム１は、図１に示すように、円筒状の導電基体上に光導電層を設けたもので、図中の矢印Ｒ１方向に回転自在に軸支されている。本実施形態においては、感光体ドラム１は、ＯＰＣドラムを用いている。そして、感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、感光体ドラム１の表面を均一に帯電するスコロトコン帯電器２、原稿を読み取り、色画像の濃度に比例した第１画像信号に基づいて感光体ドラム１を露光し、静電潜像を形成する露光装置３、上記静電潜像に正に帯電されたトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置４、感光体ドラム１上に形成されたトナー像を記録媒体である転写紙Ｐ上に転写するコロナ転写帯電器（転写帯電器）８、トナー像が転写された転写紙Ｐを感光体ドラム１から分離する静電分離帯電器（分離帯電器）９、トナー像を転写した後に、感光体ドラム１上の残留トナーを除去するクリーニング装置１１、感光体ドラム１の残留電荷を除去する前露光（ランプ）１２などが配置されている。
【００１５】
また、トナー像が転写された転写紙Ｐは、感光体ドラム１から分離された後に定着装置１０に搬送され、ここにおいて表面のトナー像が定着され、所望のプリント画像が形成されて画像形成装置本体の外部に排出されるようになっている。
【００１６】
まず、露光装置３について図１に基づき簡単に説明する。
【００１７】
原稿台２４上に置かれた原稿２３には、走査ユニット（図示せず）に搭載された光源２２により下方から光が照射され、その反射光は走査ユニットに搭載された第１の反射ミラー２１ａにより反射され、さらに第２、第３の反射ミラー２１ｂ，２１ｃにより反射され、レンズアレイ２０によってＣＣＤ１９に結像される。ＣＣＤ１９は、画像情報を電気信号に変換するもので、この電気信号は、Ａ／Ｄコンバータ１８によりデジタル化された後、信号処理部１７に送られて、画像濃度に比例した２５６階調の画像信号に変換される。該画像信号は、信号発生部としてのレーザドライバー１６に送られ、画像信号に応じてレーザの発光を変調する。画像信号に応じて変調されたレーザ光は所定の出力（通常、０．８μＪ／ｃｍ2）を有し、レーザダイオード１５、ポリゴンミラー１４、ミラー１３を介して感光体ドラム１に静電潜像を書き込むようになっている。
【００１８】
次に、現像装置４について、図２及び図３に基づき詳述する。
【００１９】
現像装置４は、一成分現像剤たる磁性トナーを入れる容器であるホッパー７と、固定配置されたマグネットローラ３０の外側を矢印Ｂ方向に回転する非磁性の現像剤担持体たる現像スリーブ５と、ホッパー７から上記磁性トナーを現像スリーブ５近くに搬送すると共にトナーの流動性を高める撹拌手段８とが設けられている。現像スリーブ５は、感光体ドラム１と対向する現像部ヘトナーを搬送して、感光体ドラム１に付与する。この現像スリーブ５は、中空の円筒状であって、中央に位置するシリンダ部５１の外径がシリンダ部５１の両端に位置する軸部５２の外径よりも大きく形成されており、図示しない軸受によって回転自在に支持されている。
【００２０】
現像スリーブ５において、シリンダ部５１の内部には、現像スリーブ５の内周面と一定の間隙を持ってマグネットローラ３０が収納されている。このマグネットローラ３０は、表面に磁界を発生させて現像剤を現像スリーブ５の表面に担持させるものである。マグネットローラ３０には、該マグネットローラ３０の中心部を貫通すると共にその長手方向に延びる軸３１が取り付けられている。軸３１の両端は、現像スリーブ５の内周面に接する軸受３２によって支持されている。
【００２１】
上記感光体ドラム１と上記現像スリーブ５とは、回転自在な一組の調整コロ４０によってその間隔が一定に保持されている。一組の調整コロ４０は、現像スリーブ５の両方の軸部５２に１つずつ設けられている。各調整コロ４０の周面は感光体ドラム１に当接しており、その中央の穴径が現像スリーブ５の軸部５２の外径よりも僅かに大きく、その外径が現像スリーブ５の外径よりも大きくなっている。この調整コロ４０は、感光体ドラム１の回転に伴って現像スリーブ５の軸心回りに回転する。
【００２２】
また、現像スリーブ５上のトナー層の厚みは、現像スリーブ５を間にしてマグネットローラ３０の磁極Ｎｌに対向し、現像スリーブ５に近接して置かれる磁性ブレード６によって、規制される。現像スリーブ５と感光体ドラム１との対向する現像位置で現像極Ｓ１によってトナーは、穂立ちし感光体ドラム１上の潜像と現像スリーブ５との間の電界により現像スリーブ５上のトナーは飛翔し、可視画像化する。このときトナーが飛翔し易いように現像スリーブ５に現像バイアス電圧を、電源２５で印加するようになっており、現像スリーブ５には電源２５により交番バイアスを印加するようになっている。
【００２３】
上記画像形成装置の運転時には、感光体ドラム１が回転し、該感光体ドラム１の表面が均一に帯電する。この帯電した感光体ドラム１の表面にレーザ光などの光を照射して部分的に除電し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。また、感光体ドラム１の回転に伴ってマグネットローラ３０を含む現像スリーブ５が回転し、該現像スリーブ５に担持された現像剤が感光体ドラム１の静電潜像に供給される。
【００２４】
一般的に、現像スリーブなどの円筒状の管の外周面の形は、図４に示すように、レーザ測長機などを使って、回転自在に支持された現像剤担持体たる現像スリーブと固定棒との距離のプロファイルを測定することができる。このプロファイルの最大値と最小値との差が現像スリーブの「振れ幅」となる。
【００２５】
図５は、一定電位に帯電させた感光体ドラム表面に所定の出力（エネルギー）を有するレーザ光を照射した場合における１ドット潜像の電位を２種類のレーザ出力（０．８μＪ／ｃｍ2、１．２μＪ／ｃｍ2）に対して示す図である。この図から分かるように、レーザ出力を上昇させることにより１ドット潜像の電位が全体的に低くなり、現像性が向上し１ドットの再現性が良くなり、ハーフトーン濃度ムラが改善されることが予想される。
【００２６】
次に実際に、レーザ出力を上昇させることが記録媒体たる紙上のハーフトーン画像にどのような濃度で反映されるかを検証してみた。ハーフトーン画像とは、画像データとして０が白で２５５がベタ（黒）としたときに画像データとして７０の画像である。濃度測定は、独グレタグマクベス社製反射濃度計ＲＤ９１８を使用して行った。プロファイルを測定したときに、図６に示すような測定結果(振れ幅約０．０１２）となる現像スリーブに対して、レーザ出力を０．８μＪ／ｃｍ2から１．２μＪ／ｃｍ2に上昇させると、同図に示すように、ハーフトーン濃度が０．４付近でほぼ一定となり濃度ムラが改善されることが分かった。
【００２７】
このようにレーザ出力を上昇させることによりハーフトーン濃度ムラが改善されることが実証されたが、レーザ出力を上げすぎると１ドット潜像の周辺部まで電位が下がりすぎ、解像度の面で難が出るため、レーザ出力に上限を設けてその範囲内で振れ幅に応じて適切な値に上げるのが望ましい。下表はその一例であり、最大許容振れ幅を０．０１５として振れ幅を４つの区分に分けて区分ごとにレーザ出力値を設定し、実際の現像スリーブの振れ幅に応じて最適なレーザ出力を決定するものである。
【００２８】
【表１】
2006126472.tif 000003
【００２９】
実際には現像スリーブ単品の振れ幅を基に上記表１の関係をあらかじめ機械（画像形成装置）の制御部に入力（シュミレーション等）することで機械に反映させる。こうすることで、現像装置（現像器ユニット）の交換が発生した場合にも、新たなに現像装置に搭載された現像スリーブの振れ幅に応じてレーザ出力値を変更するだけで、常に濃度ムラの少ない画像を維持することをできるようになる。
【００３０】
また、上記はレーザ出力のエネルギーそのものの変更で説明したが、レーザ強度のオーバーシュート率を変更しても図５と同様に１ドット潜像の電位を下降させることができる。ここでオーバーシュートとは、図７に示すようなパルス波形を有するレーザ光に対してパルス強度を初期的に上昇させることをいい、強度の安定値に対する強度の最大値と安定値の差の割合（％）をオーバーシュート率という。図７の例では、オーバーシュート率は（１．２−０．８）／０．８×１００＝５０％となる。
【００３１】
従って、上記のレーザ出力の場合と同様の理屈により、レーザ強度のオーバーシュート率を上昇させることによっても、ハーフトーン濃度ムラが改善されることなる。但し、この場合もオーバーシュート率に上限を設けてその範囲内で振れ幅に応じて適切な値に上げるのが望ましい。下表はその一例であり、最大許容振れ幅を０．０１５として振れ幅を４つの区分に分けて区分ごとにオーバーシュート率を設定し、実際の現像スリーブの振れ幅に応じて最適なオーバーシュート率を決定するものである。
【００３２】
【表２】
2006126472.tif 000004
【００３３】
実際には現像スリーブ単品の振れ幅を基に上記表２の関係をあらかじめ機械（画像形成装置）の制御部に入力（シュミレーション等）することで機械に反映させる。こうすることで、現像装置（現像器ユニット）の交換が発生した場合にも、新たなに現像装置に搭載された現像スリーブの振れ幅に応じてオーバーシュート率の値を変更するだけで、常に濃度ムラの少ない画像を維持することができるようになる。
【００３４】
なお、上記実施形態では露光装置としてレーザ方式であり、現像スリーブ外周面の振れ幅に基づきレーザ出力のエネルギー又はレーザ強度のオーバーシュート率を変更する場合について説明したが、露光装置としてＬＥＤプリントヘッド方式を使用し、現像スリーブ外周面の振れ幅に基づきＬＥＤ素子の露光エネルギーを変更するようにしても構わない。この場合、ＬＥＤ素子の露光エネルギーはＬＥＤ素子の発光強度（すなわち、駆動時間）に発光時間（すなわち、駆動電流供給時間）を乗じた数値で表される。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、レーザプリンタや複写機等に使用される電子写真方式或いは静電記録方式の画像形成装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】は、同上画像形成装置の現像装置及び感光体ドラムの概略構成図である。
【図３】は、同上画像形成装置の現像スリーブ及び感光体ドラムの概略断面図である。
【図４】は、現像スリーブ外周面の振れの測定方法を説明する図である。
【図５】は、一定電位に帯電させた感光体ドラム表面に所定の出力（エネルギー）を有するレーザ光を照射した場合における１ドット潜像の電位を２種類のレーザ出力（０．８μＪ／ｃｍ2、１．２μＪ／ｃｍ2）に対して示す図である。
【図６】は、特定のプロファイルを有する現像スリーブを使用して得られたハーフトーン画像の濃度を感光体ドラムに照射する２種類のレーザ出力（０．８μＪ／ｃｍ2、１．２μＪ／ｃｍ2）に対して示す図である。
【図７】は、レーザ強度のオーバーシュート率を説明する図である。
【図８】は、従来の画像形成装置に備えられた現像装置及び潜像担持体の概略構成を示す模式的断面図である。
【図９】は、特定のプロファイルを有する現像スリーブを使用して得られたハーフトーン画像の濃度を感光体ドラムに照射する或るレーザ出力（０．８μＪ／ｃｍ2）に対して示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    感光体ドラム
３    露光装置
４    現像装置
５    現像スリーブ
６    磁性ブレード
１６  レーザドライバー
４０  調整コロ
【図１】
2006126472.tif 000005
【図２】
2006126472.tif 000006
【図３】
2006126472.tif 000007
【図４】
2006126472.tif 000008
【図５】
2006126472.tif 000009
【図６】
2006126472.tif 000010
【図７】
2006126472.tif 000011
【図８】
2006126472.tif 000012
【図９】
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