(57)【要約】【課題】環境の変化、経時等によって画像濃度にばらつきが発生するのを抑制することができるようにする。【解決手段】像担持体と、潜像に現像剤を供給する現像剤担持体と、現像剤量を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記像担持体と現像剤担持体との軸間距離を調整するための調整機構と、現像剤像を転写材に転写する転写部材と、現像剤像を読み取る読取部材と、該読取部材による読取結果に基づいて、軸間距離を調整する軸間距離調整処理手段とを有する。読取部材による読取結果に基づいて、軸間距離が調整されるので、画像濃度にばらつきが発生するのを抑制することができる。【選択図】図１
2007248489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）潜像を形成するための像担持体と、
（ｂ）該像担持体と対向させて配設され、潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像剤担持体と、
（ｃ）該現像剤担持体によって担持される現像剤量を規制する現像剤規制部材と、
（ｄ）前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
（ｅ）前記像担持体と現像剤担持体との軸間距離を調整するための調整機構と、
（ｆ）前記像担持体上の現像剤像を転写材に転写する転写部材と、
（ｇ）該転写材上に転写された現像剤像を読み取る読取部材と、
（ｈ）該読取部材による読取結果に基づいて、前記調整機構によって像担持体と現像剤担持体との軸間距離を調整する軸間距離調整処理手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記調整機構は、左右独立に軸間距離を調整する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記調整機構は、前記現像剤担持体に対する現像剤規制部材の当接圧を調整する当接圧調整機構を備える請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記当接圧調整機構は、前記現像剤担持体の回転軸のカム面に当接させられる当接部を備える請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記調整機構は、前記現像剤担持体の回転軸を移動させるための圧電素子を備える請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体及び現像剤供給部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材との軸間距離を一定にするための軸受け支持部材を備える請求項５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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、感光体ドラムの表面を、帯電ローラによって帯電させ、ＬＥＤヘッドによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像ローラ上で薄層化された現像剤としてのトナーが静電的に付着させられてトナー像が形成され、該トナー像を転写ローラによって用紙に転写し、画像の形成、すなわち、印刷を行うようになっている。また、転写後に前記感光体ドラム上に残留したトナーは、クリーニング装置によって除去される。なお、前記感光体ドラム、帯電ローラ、現像ローラ等によって画像形成ユニット（現像装置）が構成される。
【０００３】
そして、トナー像が転写された用紙は、定着器に送られ、該定着器においてトナー像が用紙に定着させられるようになっている。
【０００４】
ところで、感光体ドラムと現像ローラとが当接するプリンタにおいては、現像ローラの軸受け部に偏心カムを配設することによって、感光体ドラムと現像ローラとの左右の当接量、すなわち、ニップ量を調整し、印字領域の左右における画像濃度にばらつきが発生するのを抑制するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３２３０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、製造初期においては効果があるが、環境の変化、経時等によってニップ量が変化した場合には、ニップ量を再び調整することができない。したがって、環境の変化、経時等によって画像濃度にばらつきが発生するのを抑制することができない。
【０００６】
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、環境の変化、経時等によって画像濃度にばらつきが発生するのを抑制することができるようにした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】
【０００７】
そのために、本発明の画像形成装置においては、潜像を形成するための像担持体と、該像担持体と対向させて配設され、潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像剤担持体と、該現像剤担持体によって担持される現像剤量を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記像担持体と現像剤担持体との軸間距離を調整するための調整機構と、前記像担持体上の現像剤像を転写材に転写する転写部材と、該転写材上に転写された現像剤像を読み取る読取部材と、該読取部材による読取結果に基づいて、前記調整機構によって像担持体と現像剤担持体との軸間距離を調整する軸間距離調整処理手段とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成装置においては、潜像を形成するための像担持体と、該像担持体と対向させて配設され、潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像剤担持体と、該現像剤担持体によって担持される現像剤量を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記像担持体と現像剤担持体との軸間距離を調整するための調整機構と、前記像担持体上の現像剤像を転写材に転写する転写部材と、該転写材上に転写された現像剤像を読み取る読取部材と、該読取部材による読取結果に基づいて、前記調整機構によって像担持体と現像剤担持体との軸間距離を調整する軸間距離調整処理手段とを有する。
【０００９】
この場合、読取部材による読取結果に基づいて、調整機構によって像担持体と現像剤担持体との軸間距離が調整されるので、環境の変化、経時等によって画像濃度にばらつきが発生するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【００１２】
図において、１１は、潜像としての静電潜像を担持する像担持体としての感光体ドラムであり、該感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１の表面を帯電させるための帯電装置としての帯電ローラ１２、前記感光体ドラム１１の表面に、画像に応じて前記静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッド１３、前記感光体ドラム１１に当接させ、かつ、対向させて配設され、現像剤としての非磁性一成分のトナー１７を担持する現像剤担持体としての現像ローラ１４、該現像ローラ１４にトナー１７を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１９、前記現像ローラ１４に当接させられ、現像ローラ１４上のトナー量を規制する現像剤規制部材としてのトナー規制ブレード２１、及び前記感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置としてのクリーニングブレード１８が配設される。
【００１３】
なお、トナー１７は、トナー供給ローラ１９及び現像ローラ１４によって摩擦帯電させられて現像ローラ１４の表面に付着させられ、現像ローラ１４の回転に伴ってトナー規制ブレード２１を通過する際に、所定の単位面積当たりの重量になるように薄層化される。このとき、摩擦、電荷注入等によってトナー１７は、更に帯電させられる。また、前記トナー供給ローラ１９は、表面のトナー１７を感光体ドラム１１に付着させ、静電潜像を現像して、現像剤像としてのトナー像を形成する。そして、前記トナー規制ブレード２１は、トナー供給ローラ１９によって担持されるトナー１７の量、すなわち、トナー量を規制する。
【００１４】
なお、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１９、クリーニングブレード１８、トナー規制ブレード２１等によって画像形成ユニット（現像装置）１５が構成される。
【００１５】
該画像形成ユニット１５の下方には、前記感光体ドラム１１上のトナー像を記録媒体としての用紙に転写する転写ユニットｕ１が配設される。該転写ユニットは、第１のローラとしての駆動ローラＲ１、第２のローラとしてのアイドルローラＲ２、及び前記駆動ローラＲ１とアイドルローラＲ２との間に張設される転写材としての、かつ、第１の転写部材としての転写ベルト２０、該転写ベルト２０を介して感光体ドラム１１と対向させて配設された第２の転写部材としての転写ローラ１６を備える。なお、前記駆動ローラＲ１の両端の近傍に、転写ベルト２０と対向させて読取部材としての、かつ、濃度検出部としての二つの濃度センサ４８が配設される。また、２３は転写ベルト２０の表面を清掃するベルトクリーニング部である。そして、前記転写ベルト２０によって用紙を搬送する媒体搬送部材が構成される。
【００１６】
この場合、単色のプリンタにおいては、一つの画像形成ユニット１５が配設されるが、カラーのプリンタにおいては、前記転写ベルト２０の走行方向に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットが配設され、各画像形成ユニットと対向させて、ＬＥＤヘッド、転写ローラ等が配設される。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの要部を示す概念図である。
【００１８】
図において、１１は感光体ドラム、１４は現像ローラ、１９はトナー供給ローラ、ｈ１は画像形成ユニット１５の筐体に形成され、円形の形状を有する軸受け孔、３１は該軸受け孔ｈ１によって支持された軸受け部である。軸受け部３１は、円形の形状を有し、外周面の全体が軸受け孔ｈ１内に嵌入され、摺動させられる。また、軸受け部３１の外周面の所定の箇所には、円周方向における所定の範囲にわたって部分的にギヤｇ１が形成される。
【００１９】
また、前記軸受け部３１の所定の箇所には、軸受け孔ｈ２が形成され、該軸受け孔ｈ２によって現像ローラ１４の回転軸１４ａの一方の端部が支持される。
【００２０】
そして、３２は前記感光体ドラム１１の回転軸１１ａの一方の端部を支持する軸受け部、３３は前記トナー供給ローラ１９の回転軸１９ａの一方の端部を支持する軸受け部、ｇ２は前記軸受け部３１を回転させるためのギヤである。該ギヤｇ２は、図示されない軸間調整用の駆動部としての軸間調整モータを駆動することによって回転させられる。前記軸受け部３１、ギヤｇ１、ｇ２等によって、調整機構が構成される。
【００２１】
本実施の形態において、軸間調整モータはプリンタ内に配設されるが、プリンタ外に配設することができる。なお、前記回転軸１１ａ、１４ａ、１９ａの他方の端部も、同様の構造で支持され、前記調整機構は、左右独立に軸間距離を調整する。
【００２２】
ところで、前記軸間調整モータを駆動すると、ギヤｇ２、ｇ１を介して回転が前記軸受け部３１に伝達される。そして、前記軸受け孔ｈ１及び軸受け部３１の中心ｃｎ１と、軸受け孔ｈ２及び回転軸１４ａの中心ｃｎ２とは偏心させられる。したがって、軸受け部３１の回転に伴って、回転軸１１ａに対する回転軸１４ａの位置が変化し、回転軸１１ａの中心と中心ｃｎ２との間の距離、すなわち、軸間距離が変化する。これにより、現像ローラ１４の一方の端部は、図に示される矢印方向に移動し、一方の端部において、現像ローラ１４と感光体ドラム１１との間のニップ部の幅を示すニップ量を調整することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態においては、軸間距離の変化量の最大値は、２００〔μｍ〕にされるが、必要に応じて変更することができる。また、通常の印刷動作において、軸受け部３１は、前記軸間調整モータ自身の慣性力を受けるので、外力を受けても回転することはない。
【００２４】
次に、前記プリンタの制御回路及びその動作について説明する。
【００２５】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるパターンの配設状態を示す平面図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるパターンの配設状態を示す斜視図である。
【００２６】
図において、４０はＣＰＵ、ＭＰＵ等の動作制御部、ワーキングメモリ、タイマ等を備え、プリンタの全体の制御を行う印刷制御部、４１は上位装置としてのホストコンピュータからのコマンド及び印刷データを受信し、前記印刷制御部４０に送るとともに、印刷制御部４０からの情報をホストコンピュータに送信するインタフェース（Ｉ／Ｆ）制御部、４２はメモリであり、該メモリ４２は、ホストコンピュータから送信されたコマンド及び印刷データを記録するための受信メモリ４３、イメージデータに展開されたデータを記録する画像データ編集メモリ４４及びプログラムＲＯＭ４５等を備える。なお、前記ホストコンピュータから送信されたコマンド及び印刷データに基づいて、前記印刷制御部４０は、イメージデータに展開されたデータを作成し、前記画像データ編集メモリ４４に記録する。
【００２７】
また、４６はプリンタの状態を表示するとともに、操作者からのキー入力を受け付ける操作部、４７は前記印刷制御部４０に接続され、プリンタの各部の状態を判断するための各種のセンサ、例えば、媒体検出センサ、媒体種類検出センサ、媒体残量検出センサ等から成るセンサ群である。
【００２８】
そして、４８は前記印刷制御部４０に接続され、転写ベルト２０上の両縁のパターン形成領域に形成された軸間調整用のトナー像から成るパターンｐ１を読み取り、読取結果として、パターンｐ１の画像濃度を検出する濃度センサであり、該濃度センサ４８は、転写ベルト２０の両縁部と対向させて二つ配設される。また、４９は前記パターンｐ１のデータが記録された調整パターン格納部、５０は前記パターンの画像濃度と感光体ドラム１１及び現像ローラ１４の軸間距離との関係が、あらかじめ実験等によって求められてテーブルとして記録された濃度・軸間距離テーブルである。
【００２９】
さらに、印刷制御部４０には、転写ローラ１６に印加される電圧を制御する転写電圧制御部５１、帯電ローラ１２に印加される電圧を制御する帯電電圧制御部５２、及び現像ローラ１４に印加される電圧を制御する現像電圧制御部５３が接続される。
【００３０】
また、印刷制御部４０には、感光体ドラム１１及び図示されない搬送ローラを回転させ、転写ベルト２０を走行させるためのモータ群５６を制御するモータ制御部５５が接続され、各モータを個々に制御する。
【００３１】
さらに、印刷制御部４０にはヘッド駆動制御部５４が接続され、該ヘッド駆動制御部５４は、画像データ編集メモリ４４から画像データを受け、印刷制御部４０からの指示によってＬＥＤヘッド１３に転送し、図示されないＬＥＤアレイの各ＬＥＤ素子の露光時間を制御して感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。
【００３２】
なお、カラーの画像を形成する場合、印刷データは、カラー画像信号から成り、印刷制御部４０は、カラー画像信号を色別に分解してイエローの画像データ、マゼンタの画像データ、シアンの画像データ及びブラックの画像データを発生させ、各色ごとに画像データ編集メモリ４４に記録する。
【００３３】
また、印刷制御部４０には、用紙に転写されたトナー像を定着させるための定着制御部５７が接続され、該定着制御部５７は定着器５８の図示されない加熱ローラを所定の温度に維持するための定着温度制御を行う。さらに、印刷制御部４０には該印刷制御部４０からの指示を受けて感光体ドラム１１と現像ローラ１４との軸間距離を調整するための軸間調整部５９が接続され、該軸間調整部５９は軸間調整モータ６０を駆動し、軸間距離を調整する。
【００３４】
次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。
【００３５】
まず、プリンタの図示されない電源スイッチがオンにされると、電圧が印刷制御部４０を含む周辺回路に印加される。そして、電圧が印加されると、印刷制御部４０内の動作制御部は、印刷制御部４０に接続されたプログラムＲＯＭ４５に記録された制御プログラムに基づいて、所定の初期設定を実行する。以降、動作制御部はプログラムＲＯＭ４５に記録された制御プログラムに従って動作する。
【００３６】
続いて、前記動作制御部は、定着制御部５７に指示を送り、定着器５８を動作させて加熱ローラの表面温度が所定の値になるまでウォーミングアップを行う。そして、ウォーミングアップが終了した後、定着器５８を動作させて加熱ローラの表面温度を常に一定の値に維持する。なお、ウォーミングアップが終了した後、所定の時間が経過してもホストコンピュータから印刷起動が送信されない場合、動作制御部は、パワーセーブモードに移行して加熱ローラの表面温度を低下させる。
【００３７】
ところで、本実施の形態においては、前記ウォーミングアップが行われている間に、軸間調整が行われる。なお、軸間調整は、ウォーミングアップが行われている間に限らず、所定の枚数の印刷が行われた後に行ったり、印刷起動が発生するごとに行ったりすることができる。
【００３８】
そのために、前記動作制御部の図示されないパターン形成処理手段は、パターン形成処理を行い、調整パターン記録部４９に記録されたパターンのデータを読み出し、各転写電圧制御部５１、帯電電圧制御部５２、現像電圧制御部５３、ヘッド駆動制御部５４、及びモータ制御部５５に指示を送り、搬送ベルト２０上の両縁の近傍に設定されたパターン形成領域に、それぞれパターンｐ１を形成する。
【００３９】
そして、画像濃度判定処理手段は、搬送ベルト２０を、パターンｐ１が濃度センサ４８と対向する位置まで走行させる。前記画像濃度判定処理手段は、搬送ベルト２０を走行させながら、左右の濃度センサ４８によって検出された各パターンｐ１の画像濃度（センサ出力）を読み込み、一旦印刷制御部４０内の内部メモリに記録する。そして、搬送ベルト２０は更に走行させられ、搬送ベルト２０に転写されたパターンｐ１はベルトクリーニング部２３によって除去される。
【００４０】
続いて、前記動作制御部の補正判定処理手段は、補正判定処理を行い、前記各画像濃度に基づいて、画像濃度を補正する必要があるかどうかを判断する。
【００４１】
すなわち、前記補正判定処理手段は、二つの濃度センサ４８によって検出された画像濃度の差、すなわち、濃度差が閾値より大きいかどうかによって第１の条件が成立するかどうかを判断し、閾値より大きく、第１の条件が成立する場合に、画像濃度を補正する必要があると判断する。なお、本実施の形態において、閾値をＯ．Ｄ．値で０．０５とする。
【００４２】
また、前記補正判定処理手段は、検出された画像濃度が、それぞれ、目標となる画像濃度、すなわち、濃度基準値を中心とする所定の適正範囲内に収まっていないかどうかによって第２の条件が成立するかどうかを判断し、前記適正範囲内に収まっておらず、第２の条件が成立する場合に、画像濃度を補正する必要があると判断する。なお、本実施の形態において、濃度基準値を１．４０とし、前記適正範囲は、１．４０±０．０５で表され、画像濃度が上限値１．４５以下であり、かつ、下限値１．３５以上である場合に、適正範囲に収まる。
【００４３】
続いて、前記動作制御部の軸間距離調整処理手段は、軸間距離調整処理を行い、画像濃度を補正する必要がある場合、前記軸間距離調整モータを駆動し、二つの軸受け部３１のうちの少なくとも一方を回転させて軸間距離を調整する。
【００４４】
例えば、転写ベルト２０の両縁の各パターンｐ１の画像濃度を比較した結果、一方の縁（例えば、図４において右側の縁）のパターンｐ１の画像濃度が高く、他方の縁（例えば、図４において左側の縁）のパターンｐ１の画像濃度が低い場合、画像形成ユニット１５の左側の軸受け部３１が所定の方向に回転させられ、感光体ドラム１１と現像ローラ１４との左側の軸間距離が大きくされ、ニップ量が大きくされる。したがって、用紙に対して印刷を行った場合、用紙の左側の現像効率を高くすることができ、画像濃度を高くすることができる。この場合、画像形成ユニット１５の右側の軸受け部３１を必ずしも回転させる必要はない。
【００４５】
なお、ニップ量を小さくする場合は、軸間距離調整モータを逆の方向に駆動し、軸受け部３１を逆の方向に回転させればよい。
【００４６】
これらの動作の後、再び前記パターンｐ１を形成し、画像濃度に濃度差がないことを確認する。
【００４７】
なお、例えば、濃度差が０．０５以下である場合でも、二つの画像濃度のうちの少なくとも一方が、１．４０±０．０５の範囲に収まらず、上限値１．４５より大きいか、又は下限値１．３５より小さい場合、軸受け部３１の少なくとも一方を回転させて、軸間距離を調整し、ニップ量を調整して、現像効率を変更する。
【００４８】
このようにして、プリンタの初期設定が終了すると、前記動作制御部の印刷処理手段は、印刷処理を行い、Ｉ／Ｆ制御部４１を介してホストコンピュータから印刷データが送信されるのを待機する。そして、Ｉ／Ｆ制御部４１はホストコンピュータから印刷データを受信すると、印刷制御部４０にデータ受信の開始を通知し、ホストコンピュータから受信した印刷データを順次受信メモリ４３に記録する。続いて、印刷制御部４０はＩ／Ｆ制御部４１からデータ受信開始の通知を受けると、受信メモリ４３からコマンド及び印刷データを読み出し、コマンドを解析するとともに印刷データに基づいて画像データを発生させ、画像データ編集メモリ４４に記録する。
【００４９】
次に、印刷処理手段は、モータ制御部５５に指示を送ることによってモータ群５６の各モータの駆動を制御させる。まず、モータ制御部５５は図示されないホッピングローラを回転させて用紙を搬送し、レジストローラによってスキュー補正を行った後、前記用紙を画像形成ユニット１５と転写ユニットｕ１との間の画像形成部に送るとともに、図示されないベルト駆動モータ及び画像形成ユニット１５のメインモータを駆動し、感光体ドラム１１、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１９等を回転させる。
【００５０】
続いて、印刷処理手段は、帯電電圧制御部５２、転写電圧制御部５１及び現像電圧制御部５３に指示を送ることによって帯電ローラ１２、転写ローラ１６及び現像ローラ１４にそれぞれの電圧を印加する。
【００５１】
次に、印刷処理手段は、画像データ編集メモリ４４から画像データを読み出してヘッド駆動制御部５４に送り、ＬＥＤヘッド１３によって、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像ローラ１４によって現像して、トナー像を形成し、さらに、転写ローラ１６によってトナー像を用紙に転写する。トナー像が転写された用紙は更に搬送され、定着器５８によって加熱及び加圧されて、トナー像が定着させられる。続いて、トナー像が定着させられた用紙は、搬送ローラによって図示されない排出スタッカに排出される。このようにして、１ページの印刷が終了し、それ以降、印刷を行う必要があるページがある場合は前述された動作を繰り返す。
【００５２】
図６は本発明の第１の実施の形態における軸間調整距離と画像濃度との関係図である。なお、図において、横軸に軸間距離の調整量を表す軸間調整距離を、縦軸に画像濃度を表すＯ．Ｄ．値を採ってある。
【００５３】
この場合、感光体ドラム１１の両端の所定の箇所に、１〔ｃｍ〕四方の静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して、１〔ｃｍ〕四方の１００〔％〕デューティのトナー像を形成し、該トナー像を転写ローラ１６によって転写ベルト２０に転写し、パターンｐ１とした。そして、濃度センサ４８によって、パターンｐ１の光学情報を信号化して読み取り、パターンｐ１の画像濃度、転写ベルト２０の走行方向におけるパターンｐ１の長さ等を認識した。
【００５４】
前記補正判定処理手段は、二つの濃度センサ４８によって検出された画像濃度の濃度差が０．０５より大きい場合に、画像濃度を補正する必要があると判断する。
【００５５】
また、感光体ドラム１１と現像ローラ１４とがニップ量を有する状態で停止させられる場合、通常の印刷動作時には、現像電圧制御部５３による電圧は現像ローラ１４に印加されないが、印刷動作が行われず、感光体ドラム１１及び現像ローラ１４が停止させられているときに、現像ローラ１４に電圧を印加すると、ニップ部における現像ローラ１４上のトナー層を感光体ドラム１１上に移動させることができ、ニップ量を可視化し、ニップ像を形成することができる。そこで、ニップ像を、転写ベルト２０に転写し、転写ベルト２０の走行方向におけるニップ像の両端部の長さを濃度センサ４８によって認識することによって、左右のニップ量にばらつきが発生するのを抑制することができる。
【００５６】
また、印刷動作を停止させた後は、感光体ドラム１１と現像ローラ１４とを離間させ、ニップ量を零にすると、長期間、感光体ドラム１１と現像ローラ１４とを圧接させることによってニップ痕、オリゴマー筋等の画像不良を低減することができる。なお、前記オリゴマー筋は、現像ローラ１４が、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の樹脂によって形成されている場合において、樹脂の低分子成分が感光体ドラム１１に付着して露光障害が生じたときに発生する画像品質の劣化である。
【００５７】
次に、画像濃度にばらつきが発生したときの軸間距離の調整の例について説明する。
【００５８】
図７は本発明の第１の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第１の図である。なお、図において、横軸に用紙上の印字領域を、縦軸にＯ．Ｄ．値を採ってある。なお、用紙の左端から右端にかけて、左、中左、中央、中右、右の５個の部分において、画像濃度を検出した。
【００５９】
図に示されるように、軸間距離を調整する前、すなわち、画像濃度の補正前において、左の部分における画像濃度が１．３５であり、右の部分の画像濃度が１．４５である。前記画像濃度と軸間距離との関係はあらかじめ濃度・軸間距離テーブル５０として記録される。ここで、左右の画像濃度の濃度差は０．１であり、０．０５より大きいので、画像濃度の補正が必要になる。
【００６０】
また、左右の画像濃度が、１．４０±０．０５の範囲内に納まっているので、検出された画像濃度の濃度差は、左右の軸間調整距離で振り分けられる。
【００６１】
すなわち、左右の画像濃度が１．４になるように左側の軸間距離が約２５〔ｍｍ〕短くされ、右側の軸間距離が２０〔ｍｍ〕長くされる。これにより、左右の画像濃度の濃度差は±０．０３の範囲内になり、±０．０５の範囲内に納まる。また、画像濃度を左右で振り分けることによって、画像濃度１．４に対して近似した画像濃度を得ることができる。
【００６２】
図８は本発明の第１の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第２の図である。なお、図において、横軸に印字領域を、縦軸にＯ．Ｄ．値を採ってある。
【００６３】
図に示されるように、軸間距離を調整する前、すなわち、画像濃度の補正前において、左の部分における画像濃度が１．３であり、右の部分の画像濃度が１．３３である。ここで、左右の画像濃度の濃度差は０．０３であり、０．０５以下になる。
【００６４】
ところが、左右の画像濃度が１．４０±０．０５の範囲内に納まっていないので、画像濃度の補正が必要になる。
【００６５】
この場合、左右の画像濃度が１．４０±０．０５の範囲内に納まるように補正を行う。すなわち、左側の画像濃度が１．３であるので、濃度・軸間距離テーブル５０（図３）に基づいて、画像濃度が０．１高くなるように軸間距離が６０〔ｍｍ〕短くされる。また、右側の画像濃度が１．３３であるので、画像濃度が０．７高くなるように軸間距離が３５〔ｍｍ〕短くされる。
【００６６】
このように、本実施の形態においては、環境の変化、経時等によって感光体ドラム１１と現像ローラ１４との間のニップ量が変化した場合でも、左右の軸受け部３１を回転させることによって、左右のニップ量を調整することができる。したがって、環境の変化、経時等によって画像濃度にばらつきが発生するのを抑制することができる。
【００６７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００６８】
図９は本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの概念図、図１０は本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの要部を示す概念図である。
【００６９】
図に示されるように、トナー規制ブレード２１は、支持部材２２によって揺動自在に支持される。また、軸受け部３１の外周面の所定の箇所に径方向外方に向けて突起ｅ１が形成され、該突起ｅ１は、カムとして機能し、外周面がカム面となる。また、前記支持部材２２には、軸受け部３１の外周面に向けて、当接圧調整機構としての揺動部材６６が延在させて配設される。該揺動部材６６は、棒状体から成る伝達棒６６ａ、及び該伝達棒６６ａの先端に取り付けられた当接部６６ｂを備え、前記カムに対する従動節として機能する。
【００７０】
本実施の形態においては、軸受部３１の回転に連動して、突起ｅ１が移動し、揺動部材６６が回動させられ、回転が支持部材２２に伝達される。その結果、トナー規制ブレード２１も回動させられ、現像ローラ１４に対する当接圧が調整される。したがって、現像ローラ１４が感光体ドラム１１に対して接離するように移動しても、トナー規制ブレード２１による現像ローラ１４に対する当接圧はほぼ一定になる。
【００７１】
図１１は本発明の第２の実施の形態における軸間調整距離と画像濃度との関係図、図１２は本発明の第２の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第１の図、図１３は本発明の第２の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第２の図、図１４は本発明の第２の実施の形態における軸間調整距離と現像ローラ上のトナー層の厚さとの関係図である。なお、図１１において、横軸に軸間調整距離を、縦軸にＯ．Ｄ．値を、図１２及び１３において、横軸に印字領域を、縦軸にＯ．Ｄ．値を、図１４において、横軸に軸間調整距離を、縦軸にトナー層の厚さを採ってある。
【００７２】
図１２に示されるように、補正前の画像濃度について、左右の画像濃度が１．４０±０．０５の範囲内に納まるが、左右の画像濃度の濃度差が約１．０であり、０．０５より大きいので、画像濃度の補正が必要になる。
【００７３】
また、図１３に示されるように、補正前の画像濃度について、左右の画像濃度の濃度差が０．０５以下であるが、左右の画像濃度が１．４０±０．０５の範囲内に納まらないので、画像濃度の補正が必要になる。
【００７４】
このように、本実施の形態においては、軸間距離が調整されるのに伴って、トナー規制ブレード２１による現像ローラ１４に対する当接圧が変更される。したがって、現像ローラ１４が感光体ドラム１１に対して接離するように移動しても、トナー規制ブレード２１による現像ローラ１４に対する当接圧はほぼ一定になる。その結果、図１４に示されるように、現像ローラ１４上のトナー層の厚さを、前記第１の実施の形態と比較して、軸間調整距離に対して安定させることができる。
【００７５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。なお、本実施の形態におけるプリンタの構造については、前記第１の実施の形態におけるプリンタの構造と同じであるので、図２を援用して説明する。
【００７６】
図１５は本発明の第３の実施の形態におけるプリンタの要部を示す第１の概念図、図１６は本発明の第３の実施の形態におけるプリンタの要部を示す第２の概念図である。
【００７７】
図において、３５は軸受け部であり、該軸受け部３５は、内部に１対の駆動要素としての、かつ、圧電素子としての第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂ、及び各第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂによって挟まれたベアリング３９を備え、該ベアリング３９は、前記現像ローラ１４の回転軸１４ａの一方の端部を支持するために軸受け孔ｈ３を有する。
【００７８】
前記第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂは、可変電源３７に対して並列に接続され、前記可変電源３７は、一対の電源部としての第１、第２の電源３７ａ、３７ｂを備え、第１、第２の電源３７ａ、３７ｂは、スイッチ３８の切換えに伴って、逆の極性の電圧を前記第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂに印加する。なお、前記回転軸１１ａ、１４ａ、１９ａの他方の端部も、同様の構造で支持される。
【００７９】
また、前記第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂは、互いの極性が逆になるように接続されるので、第１、第２の電源３７ａ、３７ｂのうちの一方によって電圧が印加されると、第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂのうちの一方が膨張し、他方が収縮する。例えば、図１５に示されるように、スイッチ３８が第１の電源３７ａ側に切り換えられると、第１の積層型圧電素子３６ａが膨張し、第２の積層型圧電素子３６ｂが収縮し、これに伴って、回転軸１１ａに対する回転軸１４ａの位置が変化し、回転軸１１ａの中心と回転軸１４ａの中心との間の軸間距離が変化する。
【００８０】
なお、前記軸受け部３５の幅、すなわち、感光体ドラム１１と現像ローラ１４との軸間の方向における長さＬｗ１は、第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂの各最小幅をＬｍｉｎとし、各最大幅をＬｍａｘとし、ベアリング３９の外径をＬｂとすると、
Ｌｗ１＝Ｌｍｉｎ＋Ｌｍａｘ＋Ｌｂ
に設定される。また、軸受け部３５の高さは、ベアリング３９の外径Ｌｂとほぼ同じ、又はそれ以上に設定される。これにより、第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂ及びベアリング３９は、感光体ドラム１１と現像ローラ１４との軸間の方向において、軸受け部３５のフレーム内において突き当てられた状態で固定される。
【００８１】
なお、本実施の形態においては、第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂとして安価なポリマー型積層圧電素子が使用され、最小幅Ｌｍｉｎが１０．００〔ｍｍ〕に、最大幅Ｌｍａｘが１０．２０〔ｍｍ〕にされ、ベアリング３９の外径Ｌｂが１０．００〔ｍｍ〕にされる。そして、本実施の形態においては、軸間距離の最大の軸間調整距離は２００〔μｍ〕にされる。
【００８２】
この場合、前記動作制御部の軸間距離調整処理手段は、画像濃度を補正する必要がある場合、図示されない濃度・電圧テーブルを参照し、画像形成ユニット１５の両端部に配設された各軸受け部３５のうち一方又は両方の第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂに、第１、第２の電源３７ａ、３７ｂのうちの一方によって電圧を印加する。
【００８３】
前記濃度・電圧テーブルは、前記パターンの画像濃度と電圧との関係が、あらかじめ実験等によって求められてテーブルとして記録される。なお、前記濃度・電圧テーブルにおいて、電圧は軸間距離に対応させてあらかじめ設定される。
【００８４】
例えば、転写ベルト２０の両縁の各パターンｐ１の画像濃度を比較した結果、一方の縁（例えば、図４において右側の縁）のパターンｐ１の画像濃度が高く、他方の縁（例えば、図４において左側の縁）のパターンｐ１の画像濃度が低い場合、画像形成ユニット１５の左側において、第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂに、一方の電源によって電圧が印加され、感光体ドラム１１と現像ローラ１４との左側の軸間距離が大きくされ、ニップ量が大きくされる。したがって、用紙に対して印刷を行った場合、用紙の左側の現像効率を高くすることができ、画像濃度を高くすることができる。この場合、画像形成ユニット１５の右側において、必ずしも第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂに電圧を印加する必要はない。
【００８５】
なお、ニップ量を小さくする場合は、スイッチ３８を切り換え、他方の電源によって逆の極性の電圧を印加すればよい。
【００８６】
これらの動作の後、再度印字領域の両端部においてテストパターンを印字し、画像濃度の差が補正されていることを確認する。また、例えば、両端部の画像濃度の差がＯ．Ｄ．値で０．０５以下であったとしても、Ｏ．Ｄ．値の絶対値が所望の範囲以上又は所定の範囲以下であると判断された場合は、積層型圧電素子３６を作動させてニップ量を調整し、現像効率を増減させることができる。
【００８７】
また、現像ローラ１４と感光体ドラム１１とがニップ部を形成した状態で停止しているときには、通常は現像バイアスは印加されていないが、停止時に現像バイアスを印加することによってニップ部における現像ローラ１４上のトナー薄層を感光体ドラム１１に移動することができ、ニップ量を可視化することができる。この像を転写ベルト２０に移動させ、両端部の搬送方向における長さを濃度センサ４８に識別させることによって、左右のニップ量にばらつきが発生するのを抑制することができる。
【００８８】
次に、画像濃度にばらつきが発生したときの軸間距離の調整の例について説明する。
【００８９】
図１７は本発明の第３の実施の形態における軸間調整距離と画像濃度との関係図、図１８は本発明の第３の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第１の図、図１９は本発明の第３の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第２の図である。なお、図１７において、横軸に軸間調整距離を、縦軸にＯ．Ｄ．値を、図１８及び１９において、横軸に印字領域を、縦軸にＯ．Ｄ．値を採ってある。
【００９０】
図１８に示されるように、補正前の画像濃度について、左右の画像濃度が１．４０±０．０５の範囲内に納まるが、左右の画像濃度の濃度差が約１．０であり、０．０５より大きいので、画像濃度の補正が必要になる。
【００９１】
また、図１９に示されるように、補正前の画像濃度について、左右の画像濃度の濃度差が０．０５以下であるが、左右の画像濃度が１．４０±０．０５の範囲内に納まらないので、画像濃度の補正が必要になる。
【００９２】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。なお、本実施の形態におけるプリンタの構造については、前記第１の実施の形態におけるプリンタの構造と同じであるので、図２を援用して説明する。
【００９３】
図２０は本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの要部を示す第１の概念図、図２１は本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの要部を示す第２の概念図である。
【００９４】
図において、６１は軸受け部であり、該軸受け部６１は、内部に１対の駆動要素としての第１、第２の積層型圧電素子６２ａ、６２ｂ、及び第１、第２の積層型圧電素子６２ａ、６２ｂによって挟まれた軸受支持部材としてのベアリング支持部材６５を備え、該ベアリング支持部材６５は、ベアリング６３、６４を、軸間距離を一定にして支持する。そして、前記ベアリング６３は、前記現像ローラ１４の回転軸１４ａの一方の端部を支持するために軸受け孔ｈ４を、ベアリング６４は、前記トナー供給ローラ１９の回転軸１９ａの一方の端部を支持するための軸受け孔ｈ５を有する。なお、前記ベアリング支持部材６５は、前記各ベアリング６３、６４を互いの一定の距離を置いて支持する治具であり、例えば、ＡＢＳ樹脂によって形成される。また、ベアリング支持部材６５は、ベアリング６３、６４を固定するのに、十分な強度があれば他の材質で形成することができる。
【００９５】
前記第１、第２の積層型圧電素子６２ａ、６２ｂは、可変電源３７に対して並列に接続され、前記可変電源３７は、一対の電源部としての第１、第２の電源３７ａ、３７ｂを備え、第１、第２の電源３７ａ、３７ｂは、スイッチ３８の切換えに伴って、逆の極性の電圧を前記第１、第２の積層型圧電素子６２ａ、６２ｂに印加する。なお、前記回転軸１１ａ、１４ａ、１９ａの他方の端部も、同様の構造で支持される。
【００９６】
また、前記第１、第２の積層型圧電素子６２ａ、６２ｂは、互いの極性が逆になるように接続されるので、第１、第２の電源３７ａ、３７ｂのうちの一方によって電圧が印加されると、第１、第２の積層型圧電素子６２ａ、６２ｂのうちの一方が膨張し、他方が収縮する。例えば、図１５に示されるように、スイッチ３８が第１の電源３７ａ側に切り換えられると、第１の積層型圧電素子６２ａが膨張し、第２の積層型圧電素子６２ｂが収縮し、これに伴って、回転軸１１ａに対する回転軸１４ａの位置が変化し、回転軸１１ａの中心と回転軸１４ａの中心との間の軸間距離が変化する。
【００９７】
なお、前記軸受け部６１の幅、すなわち、感光体ドラム１１と現像ローラ１４との軸間の方向における長さＬｗ２は、第１、第２の積層型圧電素子３６ａ、３６ｂの各最小幅をＬｍｉｎとし、各最大幅をＬｍａｘとし、ベアリング支持部材６５の幅をＬｆとすると、
Ｌｗ２＝Ｌｍｉｎ＋Ｌｍａｘ＋Ｌｆ
に設定される。また、軸受け部３５の高さは、ベアリング６３、６４の外径とほぼ同じ、又はそれ以上に設定される。これにより、第１、第２の積層型圧電素子６２ａ、６２ｂ及びベアリング支持部材６５は、感光体ドラム１１と現像ローラ１４との軸間の方向において、軸受け部６１のフレーム内において突き当てられた状態で固定される。
【００９８】
なお、本実施の形態においては、第１、第２の積層型圧電素子６２ａ、６２ｂとして安価なポリマー型積層圧電素子が使用され、最小幅Ｌｍｉｎが１０．００〔ｍｍ〕に、最大幅Ｌｍａｘが１０．２０〔ｍｍ〕にされ、幅Ｌｆが４０．００〔ｍｍ〕にされる。そして、本実施の形態においては、軸間距離の最大の軸間調整距離は２００〔μｍ〕にされる。このときの第１、第２の電源３７ａ、３７ｂの電圧は３０〔Ｖ〕である。
【００９９】
この場合、前記動作制御部の軸間距離調整処理手段は、画像濃度を補正する必要がある場合、前記濃度・電圧テーブルを参照し、画像形成ユニット１５の両端部に配設された各軸受け部６１のうち一方又は両方の第１、第２の積層型圧電素子６２ａ、６２ｂに、第１、第２の電源３７ａ、３７ｂのうちの一方によって電圧を印加する。
【０１００】
次に、画像濃度にばらつきが発生したときの軸間距離の調整の例について説明する。
【０１０１】
図２２は本発明の第４の実施の形態における軸間調整距離と画像濃度との関係図、図２３は本発明の第４の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第１の図、図２４は本発明の第４の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第２の図である。なお、図２２において、横軸に軸間調整距離を、縦軸にＯ．Ｄ．値を、図２３及び２４において、横軸に印字領域を、縦軸にＯ．Ｄ．値を採ってある。
【０１０２】
図２３に示されるように、補正前の画像濃度について、左右の画像濃度が１．４０±０．０５の範囲内に納まるが、左右の画像濃度の濃度差が約０．１であり、０．０５より大きいので、画像濃度の補正が必要になる。
【０１０３】
また、図２４に示されるように、補正前の画像濃度について、左右の画像濃度の濃度差が０．０５以下であるが、左右の画像濃度が１．４０±０．０５の範囲内に納まらないので、画像濃度の補正が必要になる。
【０１０４】
前記各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明をファクシミリ、複写機、複合機等に適用にすることができる。
【０１０５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの要部を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるパターンの配設状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるパターンの配設状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における軸間調整距離と画像濃度との関係図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第１の図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第２の図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの要部を示す概念図である。
【０１０７】
【図１１】本発明の第２の実施の形態における軸間調整距離と画像濃度との関係図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第１の図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第２の図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における軸間調整距離と現像ローラ上のトナー層の厚さとの関係図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態におけるプリンタの要部を示す第１の概念図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態におけるプリンタの要部を示す第２の概念図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態における軸間調整距離と画像濃度との関係図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第１の図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第２の図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの要部を示す第１の概念図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの要部を示す第２の概念図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態における軸間調整距離と画像濃度との関係図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第１の図である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態における画像濃度のばらつきの例を示す第２の図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１１    感光体ドラム
１４    現像ローラ
１６    転写ローラ
１７    トナー
１９    トナー供給ローラ
２０    転写ベルト
２１    トナー規制ブレード
３１    軸受け部
４８    濃度センサ
ｇ１、ｇ２    ギヤ
【図１】
2007248489.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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