(57)【要約】【課題】潜像担持体または現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラの検出精度の向上を図ることが可能となる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１１及び現像ローラ１３ａを含む作像部と、現像ローラ１３ａの回転姿勢を検出する現像フォトインタラプタと、作像部により形成したパターン画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段であるトナー付着量センサ２５と、現像フォトインタラプタの検出結果及びトナー付着量センサ２５の検出結果に基づいて、現像ローラ１３ａの回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラの濃度ムラ情報を算出する濃度ムラ情報算出手段である制御部８０とを有する画像形成装置において、作像部は、感光体１１の表面に接触して回転する接触回転体である潤滑剤塗布ローラ１５ａを備え、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転条件を、トナーパターンの形成時と画像出力時とで変更する。【選択図】図１
2017083709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体及び現像剤担持体を含む画像形成部と、
前記潜像担持体または前記現像剤担持体の回転姿勢を検出する回転姿勢検出手段と、
前記画像形成部により形成した画像濃度ムラ検出用のトナーパターンの画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、
前記回転姿勢検出手段の検出結果及び前記画像濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記潜像担持体または前記現像剤担持体の回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラの濃度ムラ情報を算出する濃度ムラ情報算出手段とを有する画像形成装置において、
前記画像形成部は、前記潜像担持体または前記現像剤担持体の表面に接触して回転する接触回転体を備え、
前記接触回転体の回転条件を、前記トナーパターンの形成時と画像出力時とで変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記濃度ムラ情報算出手段の算出結果に基づいて、前記周期的な画像濃度ムラを低減させる画像形成条件を決定する画像形成条件決定制御を実施する画像形成条件決定手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
前記接触回転体として前記潜像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布ローラを有し、
環境条件を検出する環境条件検出手段と、
前記潤滑剤塗布ローラの回転速度を制御する塗布ローラ回転制御手段とを有し、
前記塗布ローラ回転制御手段は、前記画像出力時には前記環境条件検出手段の検出結果に基づいて前記潤滑剤塗布ローラの回転速度を制御し、前記トナーパターンの形成時には前記潤滑剤塗布ローラを所定の回転速度とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置において、
前記トナーパターンの形成時の前記接触回転体の回転速度は、前記潜像担持体の回転速度と前記現像剤担持体の回転速度との何れの回転速度とも異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置において、
前記接触回転体として前記潜像担持体を帯電する帯電ローラを有し、
前記トナーパターンの形成時における前記帯電ローラの回転条件として、前記帯電ローラの回転を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
前記帯電ローラの回転を停止させる帯電ローラ回転停止機構を有し、
前記帯電ローラ回転停止機構は、前記帯電ローラの軸部材の端部に設けられ、前記帯電ローラとともに回転する軸端部材と、装置本体側に配置され、前記軸端部材の回転軌道の範囲外から前記回転軌道の範囲内に進入するように移動することで前記軸端部材の回転を停止させる本体側可動部材とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
前記帯電ローラの軸部材の回転中心に対する前記本体側可動部材の前記回転軌道の範囲内における進入位置を、変更する可動部材侵入位置変更機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、
前記トナーパターンの形成時における前記接触回転体の回転条件を変更する回転条件変更手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成部を複数備え、複数の前記画像形成部がそれぞれ備える前記接触回転体の回転条件をそれぞれ独立して制御することを特徴とする画像形成装置。
【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、画像形成装置として、潜像担持体または現像剤担持体の回転姿勢を検出する回転姿勢検出手段を備え、画像形成時とは異なるタイミングで画像濃度ムラ検出用のトナーパターンを潜像担持体上に形成するものがある。この種の画像形成装置では、回転姿勢検出手段の検出結果と、画像濃度ムラ検出用のトナーパターンの検出結果とに基づいて、潜像担持体または現像剤担持体の回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラを検出する。
【０００３】
例えば、特許文献１には現像担持体の回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラを検出する画像形成装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
周期的な画像濃度ムラを検出する画像形成装置で、潜像担持体に接触して回転する帯電ローラや潤滑剤塗布ローラ等の接触回転体を備える構成では、接触回転体の回転による振動が画像濃度ムラ検出用のトナーパターンの画像濃度ムラに影響を及ぼす場合がある。このような場合、潜像担持体または現像剤担持体の回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラの検出精度が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、潜像担持体及び現像剤担持体を含む画像形成部と、前記潜像担持体または前記現像剤担持体の回転姿勢を検出する回転姿勢検出手段と、前記画像形成部により形成した画像濃度ムラ検出用のトナーパターンの画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、前記回転姿勢検出手段の検出結果及び前記画像濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記潜像担持体または前記現像剤担持体の回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラの濃度ムラ情報を算出する濃度ムラ情報算出手段とを有する画像形成装置において、前記画像形成部は、前記潜像担持体または前記現像剤担持体の表面に接触して回転する接触回転体を備え、前記接触回転体の回転条件を、前記トナーパターンの形成時と画像出力時とで変更することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、潜像担持体または現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラの検出精度の向上を図ることが可能となるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】複写機が備えるプロセスカートリッジの概略構成図。
【図２】実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】複写機における制御系の要部構成の一例を示すブロック図。
【図４】各色のトナーパターンを単一のトナー付着量センサで検出する例を示す説明図。
【図５】各色のトナーパターンを異なるトナー付着量センサで検出する例を示す説明図。
【図６】トナー付着量センサ検出信号と感光体回転位置検出信号とに基づいてパターン画像が作成されることを示す概略制御ブロック図。
【図７】回転位置検出信号及びトナー付着量センサ出力信号と、これらの信号に基づいて決定した画像形成条件との関係の例を示す説明図。
【図８】現像フォトインタラプタを備えた現像回転位置検出装置の説明図。
【図９】現像フォトインタラプタの出力例を示すグラフ。
【図１０】トナー付着量センサの検出結果の経時変化と、現像フォトインタラプタの出力値の経時変化とを重ねたグラフ。
【図１１】現像ローラの回転毎にトナー付着量を切出した波形を示すグラフ。
【図１２】実施例１の複写機が備える帯電ローラの軸方向一端部近傍の斜視図。
【図１３】帯電ローラ回転停止装置と帯電ローラとの配置の説明図、（ａ）は、帯電ローラの回転を停止させていない状態、（ｂ）は、帯電ローラの回転を停止させた状態。
【図１４】可動部材の回転位置が異なる状態を示す帯電ローラ回転停止装置の斜視図。
【図１５】バイアス補正量を抽出するタイミングか否かを判断し、帯電ローラの回転を止めるか否かを決定する処理、及び、その後の動作について示すフローチャート。
【図１６】潤滑剤塗布ローラ駆動モータの回転速度が一定である場合における絶対湿度と潤滑剤消費量との関係を示す概略図。
【図１７】絶対湿度と潤滑剤塗布ローラ駆動モータの回転速度との関係を示す概略図。
【図１８】図１７で示すように潤滑剤塗布ローラ駆動モータの回転速度を制御したときの絶対湿度と潤滑剤消費量との関係を示す概略図。
【図１９】バイアス補正量を抽出するタイミングか否かを判断し、潤滑剤塗布ローラの回転速度を決定する処理、及び、その後の動作について示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、タンデム型の中間転写方式を採用する電子写真方式のカラーレーザー複写機（以下、単に複写機１という。）の一実施形態について説明する。図２は、実施形態に係る複写機１の概略構成図である。
図２に示すように複写機１は、四つのプロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が並列に配置され、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像を形成する。
【０００９】
四つのプロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方には、潜像形成手段としての露光装置１６が設けられている。四つのプロセスカートリッジ１０及び露光装置１６等により画像形成手段としてのタンデム型の画像形成部が構成されている。
複写機１の上部には、コンタクトガラス上に載置された原稿を走査して読み取る読取装置であるスキャナ４０が設けられている。四つのプロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方には、中間転写体としての中間転写ベルト１８が設けられている。中間転写ベルト１８は、複数の支持ローラに掛け渡されており、図２中の時計回り方向（矢印Ａ方向）に回転移動する。中間転写ベルト１８の下方には二次転写装置４が設けられている。
【００１０】
二次転写装置４は、二次転写ローラ４１を備えており、二次転写ローラ４１は、中間転写ベルト１８における転写対向ローラ１９に対する掛け回し箇所に、中間転写ベルト１８のおもて面から当接して二次転写ニップを形成している。
二次転写装置４の図２中の左側には、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を定着する定着装置７が設けられており、二次転写装置４と定着装置７との間には、トナー像転写後の用紙Ｐを定着装置７へと搬送する搬送ベルト６が設けられている。
複写機１の下部には、記録媒体である用紙Ｐを収容する給紙装置５０が配置されている。
【００１１】
図２中における中間転写ベルト１８の右下部には、給紙装置５０から一枚ずつ分離して給送された用紙を二次転写装置４へ搬送する紙搬送ユニット３が設けられている。また、搬送ベルト６の下方には、おもて面にトナー像が定着された用紙Ｐを再び紙搬送ユニット３へと搬送する両面ユニット５を備える。さらに、定着装置７の図２中の左側には、定着装置７を通過した用紙Ｐを、機外へ排出、または両面ユニット５へ搬送する排紙ユニット８が設けられている。
【００１２】
図１は、複写機１が備える四つのプロセスカートリッジ１０のうち一つの概略構成図である。四つのプロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他は、ほぼ同様の構成になっているので、以下、使用するトナーの色を示す「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」という添字は適宜省略する。
【００１３】
個々のプロセスカートリッジ１０は、図１中の反時計回り方向（矢印Ｂ方向）に回転する潜像担持体である感光体１１を備える。また、感光体１１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電装置１２、感光体フォトインタラプタ２７、現像装置１３、感光体クリーニング装置１４、潤滑剤塗布装置１５とが配置される。プロセスカートリッジ１０は、これらの装置を筐体によって一体的に支持し、複写機１本体に対して着脱可能であり、消耗部品を一度に交換できるようになっている。また、各装置は、それぞれプロセスカートリッジ１０の筐体に対して着脱可能となっている。
【００１４】
帯電装置１２は、帯電ローラ１２ａを感光体１１の表面に接触させ感光体１１の表面を一様帯電する。現像装置１３は、内部に収容する現像剤を現像剤担持体である現像ローラ１３ａの表面に担持して搬送し、感光体１１と現像ローラ１３ａとの対向部である現像領域で感光体１１の表面上に形成された潜像を各色トナーで可視化する。現像装置１３は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いるに二成分現像方式を採用しており、現像装置１３には収容する現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ２９が配置されている。個々の現像装置１３には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが充填された個々のトナーボトルから所定の補給量だけトナーが補給される。
【００１５】
感光体クリーニング装置１４は、トナー像を転写した後の感光体１１の表面に残留するトナーを回収する。潤滑剤塗布装置１５は、固形状潤滑剤１５ｂ、潤滑剤塗布ローラ１５ａ及び潤滑剤加圧部材１５ｃとを備え、感光体１１の表面を保護するため潤滑剤を塗布する。
個々のプロセスカートリッジ１０は、複写機１本体から着脱可能な構成となっている。感光体フォトインタラプタ２７は、回転体である感光体１１の回転位置、言い換えると、位相を検出する回転位置検出手段としての潜像担持体回転位置検出手段である。
複写機１は、中間転写ベルト１８を挟んで感光体１１と対向するように一次転写ローラ１７を有している。
【００１６】
プロセスカートリッジ１０では、帯電装置１２により帯電された感光体１１の表面上を、複写機１の装置本体に配置された露光装置１６から照射されるレーザ光Ｌによって露光して静電潜像を形成する。感光体１１の表面上の静電潜像は現像装置１３によってトナー像に可視化現像され、一次転写ローラ１７を備える一次転写装置によって中間転写ベルト１８上に転写される。転写後の感光体１１の表面上に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置１４により回収され、感光体クリーニング装置１４内の搬送経路を通り、複写機１の装置本体に設置されたトナー回収容器５５に搬送される。感光体クリーニング装置１４により転写残トナーが回収された感光体１１の表面は、潤滑剤塗布装置１５により潤滑剤が塗布され、表面の保護層が形成される。
【００１７】
中間転写ベルト１８上には、個々のプロセスカートリッジ１０の感光体１１からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が順次転写されていく。このとき各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１８の表面上における同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト１８の回転方向上流側から下流側にかけてタイミングがずらされている。
【００１８】
このようなトナー像の形成に並行して、給紙装置５０から一枚づつ用紙Ｐを繰り出し、レジストローラ対２６に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１８上に形成されたトナー像の形成にタイミングを合わせてレジストローラ対２６を回転して二次転写ニップに用紙Ｐを送り込み、二次転写装置４で転写して用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
二次転写後の中間転写ベルト１８上に残留した転写残トナーは、中間転写クリーニング装置２１により回収され、プロセスカートリッジ１０の感光体クリーニング装置１４と同様に、トナー回収容器５５に搬送される構成となっている。トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着装置７に搬送され熱定着されて、排紙ローラ対２３により排紙トレイ２８に排紙される。
【００１９】
複写機１は、中間転写ベルト１８上のトナーの付着量を検出するトナー付着量センサ２５と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、不揮発性メモリおよび揮発性メモリを搭載した制御手段としての制御部８０とを有している。トナー付着量センサ２５の結果に基づいて制御部８０が画像の濃度ムラを検出する。
【００２０】
複写機１では、画像濃度制御を行っている。画像濃度制御（電位制御）では、まず、一又は二以上の作像部を用いて、トナー付着量が互いに異なる複数のトナーパターンを作像する。このトナーパターンを作像する際に感光体１１上に形成される静電潜像の電位を電位センサ２４で検出するとともに、この静電潜像が現像されて中間転写ベルト１８上に転写されたトナーパターンのトナー付着量をトナー付着量センサ２５で検出する。さらに、そのときの当該一又は二以上の作像部における現像装置１３内のトナー濃度をトナー濃度センサ２９で検出する。
【００２１】
図３は、複写機１における制御系の要部構成の一例を示すブロック図である。
複写機１は、例えばマイクロコンピュータ等のコンピュータ装置で構成された制御部８０を備えている。制御部８０は、入力される画像情報に応じて、プロセスカートリッジ１０を構成する各装置、露光装置１６、及び一次転写装置等の各色の作像部を構成する各駆動部の駆動制御を行う。
【００２２】
制御部８０は、ＣＰＵ８１と、ＣＰＵ８１にバスライン８２を介して接続された記憶手段としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）８３及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）８４とを備える。また、Ｉ／Ｏインターフェース部８５等を備えている。
ＣＰＵ８１は、予め組み込まれているコンピュータプログラムである制御プログラムを実行することにより、各種演算や各部の駆動制御を実行する。ＲＯＭ８３は、コンピュータプログラムや制御用のデータ等の固定的データを予め記憶する。ＲＡＭ８４は、各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能する。
制御部８０は、回転体である感光体１１及び現像ローラ１３ａを含む各色の作像部によって画像情報に応じたトナー像を感光体１１上に形成し、形成したトナー像を最終的に記録媒体である用紙Ｐ上に転移させる画像形成制御を実行する。
【００２３】
制御部８０には、トナー付着量センサ２５、トナー濃度センサ２９、電位センサ２４等の各種センサがＩ／Ｏインターフェース部８５を介して接続されている。これらの各種センサは、検出した情報を制御部８０に送り出す。制御部８０には、帯電ローラ１２ａに所定の帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源８６と、現像ローラ１３ａに所定の現像バイアスを印加する現像バイアス電源８７とがＩ／Ｏインターフェース部８５を介して接続されている。制御部８０には、一次転写ローラ１７に所定の一次転写バイアスを印加する一次転写バイアス電源８８がＩ／Ｏインターフェース部８５を介して接続されている。さらに、露光装置１６の光源に所定の電圧を印加したり所定の電流を供給したりする露光設定部８９がＩ／Ｏインターフェース部８５を介して接続されている。
【００２４】
制御部８０には、給紙装置５０、スキャナ４０がＩ／Ｏインターフェース部８５を介して接続されている。制御部８０は、画像形成条件（例えば、帯電バイアス、現像バイアス、露光量、一次転写バイアスなど）の制御目標値に基づいて、各部を制御する。
【００２５】
ＲＯＭ８３又はＲＡＭ８４には、例えば、トナー濃度センサ２９の出力値に対する単位面積当りのトナー付着量への換算に関する情報を記憶した換算テーブルが格納されている。また、ＲＯＭ８３又はＲＡＭ８４には、複写機１における個々の作像部の画像形成条件（例えば、帯電バイアス、現像バイアス、露光量、一次転写バイアス）の制御目標値が格納されている。
制御部８０は、マイクロコンピュータ等のコンピュータ装置ではなく、例えば複写機１における制御用に作製された半導体回路素子としてのＩＣなどを用いて構成してもよい。
【００２６】
複写機１内に配置されている画像濃度制御部である制御部８０は、上述の各種センサの検出結果に基づいて、予め決められた特定画像濃度のトナー付着量が所定の目標付着量になるように、制御目標値（画像濃度条件）を算出する。制御目標値は、帯電バイアス、現像バイアス、露光量（印加電圧又は印加電流）、一次転写バイアス、及びトナー濃度等である。
具体的には、制御部８０は、トナー付着量センサ２５で検出されたトナーパターンのトナー付着量の検出値と、トナー濃度センサ２９によって検出されたトナー濃度の検出値とが入力される。さらに、制御部８０は、電位センサ２４によって検出された感光体１１の露光後表面電位の検出値と、現在の現像バイアスの値と、目標付着量の値とが入力される。
【００２７】
これらの値が入力されると、制御部８０は、画像濃度条件として、帯電バイアス、現像バイアス及び潜像形成装置である露光装置１６の露光量、のそれぞれの制御目標値と、現像装置１３内の現像剤のトナー濃度の制御目標値とを出力する。複写機１では、制御部８０が出力した最適な画像濃度条件（制御目標値）に従って、その後の画像形成動作時における各装置の印加バイアスやトナー補給を制御することで、安定的な画像濃度を提供している。
【００２８】
複写機１等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる感光特性を有する像担持体、および、現像剤担持体は、円筒形状で成型されているが、成型の際に生じる部品のばらつきにより、完全な円筒形状ではなく振れを有している。そのような部品の振れは、画像形成装置内での画像形成時に、画像上でのトナー像の濃度ムラの原因となる。
複写機１では、感光特性を有する像担持体である感光体１１及び現像剤担持体である現像ローラ１３ａの部品の振れの影響を補正するようなバイアスの補正を行っている。この補正方法の一例を以下から説明する。
【００２９】
複写機１では、いわゆるパターン画像を形成し、形成されたパターン画像の画像濃度を用いて、ユーザーの指定によって形成する画像の濃度を調整するようになっている。
図４及び図５は、画像濃度ムラ検出用のトナーパターンであるパターン画像の一例を示す説明図である。
【００３０】
図４は、一つのトナー付着量センサ２５のみを用いてパターン画像のトナー付着量を検出する場合の例の説明図であり、各色のパターン画像を単一のトナー付着量センサ２５で検出する例を示す説明図である。矢印Ａで示す中間転写ベルト１８の移動方向と直交する幅方向における中央部に配置されたトナー付着量センサ２５の検出領域に各色の帯状の単一濃度のパターン画像「ＴＰＫ」、「ＴＰＣ」、「ＴＰＭ」、「ＴＰＹ」を順次形成し、濃度ムラを検出する。
各パターン画像の長さは、濃度ムラ情報のばらつきを算出するために、各色少なくとも感光体周長ＤＬの一周期分以上の長さとしている。
【００３１】
図５は、複数のトナー付着量センサ２５を用いてパターン画像のトナー付着量を検出する場合の例の説明図であり、各色のトナーパターンを異なるトナー付着量センサ２５で検出する例を示す説明図である。図５に示す構成では、中間転写ベルト１８の移動方向と直交する幅方向に間隔をおいて各色のトナー付着量センサ２５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を配置している。個々のトナー付着量センサ２５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の検出領域にそれぞれに対応したパターン画像を形成し、濃度ムラを検出する。
この場合も、図４の場合と同様に、パターン画像は帯状の単一の濃度パターンであり、各色少なくとも感光体周長ＤＬの一周期分以上の長さとしている。
【００３２】
パターン画像は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色について、画像濃度が高濃度となるシャドウ部、複写機１ではベタ画像となるように形成する。これは、パターン画像は、高濃度であるほど、画像濃度の変動を検出しやすいためであり、また、高濃度のパターン画像としてベタ画像が典型的であるためである。複写機１では、パターン画像をベタ画像としているが、画像濃度の変動が検出されるのであれば、これよりも濃度の低い画像であっても良い。
【００３３】
パターン画像は、図４及び図５中の左右方向に対応した副走査方向、すなわち感光体１１の回転方向に沿った方向に長い帯状のパターンとなるように形成される。副走査方向におけるパターン画像の長さは、少なくとも感光体周長ＤＬの一周期分以上とされ、複写機１では三周期分としている。
これは、複写機１における画像の濃度の調整が、感光体１１と現像ローラ１３ａとの間隔である現像ギャップの変動及び後述する感光体１１の感度ムラに基づく画像濃度のムラを抑制するように行われるようにするためである。
【００３４】
この点についてより詳しく説明する。
上述の現像ギャップの変動の要因の一つとして、感光体１１の回転振れが挙げられ、この回転振れの要因として、たとえば感光体１１の回転中心位置の偏心が挙げられる。よって、現像ギャップの変動に基づく画像濃度のムラには、感光体１１の回転周期に応じて発生する成分である回転変動成分が含まれている。そして、この成分を検出するには、副走査方向におけるパターン画像の長さとして、感光体１１の少なくとも一周長分の長さを要する。
【００３５】
図４では、各色のパターン画像を、図４中の上下方向に対応した主走査方向、すなわち副走査方向に直交する方向において、互いに同位置に形成している。この位置は、主走査方向におけるトナー付着量センサ２５の検出領域に一致する。なお、この位置は、図４においては、主走査方向における中央部となっているが、これに限らず、主走査方向における端部であっても良い。
【００３６】
画像濃度のムラに含まれる上述した成分を検出するため、パターン画像を形成するときの画像形成条件は一定に維持される。画像形成条件とは、具体的には画像を形成するための要素であり、帯電装置１２おける帯電条件、露光装置１６における露光条件（書き込み条件）、現像装置１３における現像条件、一次転写装置における転写条件等がある。これらの要素は、画像濃度が高濃度となるように、複写機１でパターン画像を形成する際にはベタ画像となるように、一定に維持される。
ここでの帯電条件としては帯電バイアスが挙げられ、書き込み条件としてはレーザ光Ｌの強度が挙げられ、現像条件としては現像バイアスが挙げられ、転写条件としては一次転写バイアスが挙げられる。
【００３７】
図６は、トナー付着量センサ２５が出力するトナー付着量センサ検出信号と感光体フォトインタラプタ２７が出力する感光体回転位置検出信号とに基づいてパターン画像が作成されることを示す概略制御ブロック図である。帯電装置１２、露光装置１６、現像装置１３、一次転写装置等は、パターン画像を作成するにあたって、現像、帯電、露光等の一連の作像プロセスを担うパターン画像作成手段として、図６中のパターン作成手段として機能する。
【００３８】
現像ギャップの変動及び感光体１１の感度ムラなどがなければ、画像形成条件を一定に維持してベタ画像を形成すると、その画像濃度は均一となる。しかし、画像形成条件を一定に維持してベタ画像を形成しても、上述のように、実際には、現像ギャップの変動や感光体１１の感度ムラなどによって、画像濃度は変動する。
この画像濃度の変動は、トナー付着量センサ２５によって、副走査方向に長い帯状パターンであるベタ画像の画像濃度を検出することによって算出される。具体的には、トナー付着量センサ２５の検出信号は、制御部８０に時系列データとして入力され、制御部８０により、トナー付着量が時系列で認識される。そして、制御部８０の画像濃度記憶手段としての機能により、時系列の画像濃度として記憶される。
【００３９】
画像濃度記憶手段として機能する制御部８０は、感光体フォトインタラプタ２７からの信号に基づき、画像濃度を、感光体１１の位相と関連付け、感光体１１の回転周期で平均処理を行う。これにより、濃度ムラ情報のばらつきを算出することができる。制御部８０は、感光体１１の位相と関連付けられた画像濃度を取得し、これを記憶する。このとき、制御部８０は、濃度ムラ情報算出手段として機能する。
【００４０】
上述したように画像の濃度は、現像ギャップの変動に左右される。また、画像を形成するための要素として、帯電条件、露光条件、現像条件、転写条件が挙げられる。複写機１では、現像ギャップの変動等によって左右される画像濃度を調整するための制御対象として、現像条件を第一の要素としている。そして、これを用いて画像の濃度を調整可能な第一の画像形成条件変更手段を現像装置１３とする。
上述した画像濃度を調整するための制御を行うにあたり、制御部８０は、トナー付着量センサ２５によって検出された感光体周長ＤＬの少なくとも一周期分のパターン画像の濃度ムラに基づいて、画像の濃度を調整するために現像条件を決定する。このとき、制御部８０は、現像条件についての具体的な第一の条件を決定する第一の画像形成条件決定手段として機能する。
【００４１】
第一の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０は、次のようなときに、トナー付着量センサ２５によってパターン画像の濃度ムラを検出し、この検出したムラを抑制するように、第一の条件を決定する。すなわち、感光体１１の回転位置が変化し得たとき、画像形成が一定回数行われたとき、複写機１の使用環境が変化するなどして複写機１の本体内の環境条件に変動が生じたとき、の少なくとも一つのときである。ここで、感光体１１の回転位置が変化し得たときとは、例えば、感光体１１がセットされた直後、すなわち初期セット時、交換時、脱着時等である。また、画像形成が一定回数行われたときとは、例えば、予め設定された所定枚数の画像形成が行われたときであり、複写機１の使用環境が変化したときとは、例えば、複写機１の周辺の温湿度が予め設定された範囲を超えて変化したとき等である。また、第一の条件である現像条件は現像バイアスである。
【００４２】
現像装置１３は、画像形成にあたり、このようにして決定された第一の条件に応じて動作する。この動作は、制御部８０によって制御される。この点、制御部８０は、第一の制御手段として機能する。
【００４３】
感光体１１の感度ムラは、トナー付着量についての感光体１１の感度を決定する電位差の種類が変化することによっても生ずる。具体的には、トナー付着量が多いベタ画像部などの高濃度部であるシャドウ部においては、明電位と現像バイアスとの電位差、すなわち現像ポテンシャルが支配的となる。逆に、シャドウ部よりもトナー付着量の少ない中間調やハイライト部の画像では、感光体１１の非露光部の電位である暗電位と現像バイアスとの電位差、すなわち地肌ポテンシャルが支配的となる。現像ポテンシャルが支配的である高濃度の画像濃度のムラについて、現像バイアス等の第一の条件を用いてこれを抑制することはすでに述べたとおりである。
【００４４】
地肌ポテンシャルが支配的である中間調やハイライト部の画像のムラについては、第一の条件と異なる条件を用いてこれを制御する必要がある。この条件を第二の条件とすると、画像を形成するための要素のうち、地肌ポテンシャルを制御するには、帯電条件が有効である。そこで、複写機１では、第二の条件として、帯電条件、具体的には帯電バイアスを用いる。
【００４５】
複写機１では、現像ギャップの変動等によって左右される画像濃度を調整するための制御対象として、帯電条件を第二の要素としている。そして、これを用いて画像の濃度を調整可能な第二の画像形成条件変更手段を帯電装置１２とする。
上述した画像濃度を調整するための制御を行うにあたり、制御部８０は、トナー付着量センサ２５によって検出された感光体周長ＤＬの少なくとも一周期分のパターン画像の濃度ムラに基づいて、画像の濃度を調整するために帯電条件を決定する。このとき、制御部８０は、帯電条件についての具体的な第二の条件を決定する第二の画像形成条件決定手段として機能する。
【００４６】
第二の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０は、パターン画像の濃度ムラを用いて、計算により、第二の条件を決定する。濃度ムラに関するデータは、第一の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０が第一の条件を決定するのに用いるデータと共用されている。このとき、第二の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０は、感光体１１の回転変動成分に起因する画像濃度のムラを、トナー付着量センサ２５によって検出された感光体１１の少なくとも一周長分のパターン画像の濃度ムラから推定する。そして、この推定した濃度ムラを抑制するように、第二の条件を決定する。
【００４７】
第二の条件は、第二の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０により、上述したように、トナー付着量センサ２５によって濃度が検出された画像である高濃度のパターン画像よりも、低濃度の画像（中間調の画像等）のムラを抑制するように決定される。第二の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０は、濃度ムラに基づいて第一の画像形成条件決定手段として機能する制御部によって決定される第一の条件による画像濃度への影響に基づいて、この影響をキャンセルするように、第二の条件を決定する。
帯電装置１２は、画像形成にあたり、このようにして決定された第二の条件に応じて動作する。この動作は、制御部８０によって制御される。この点、制御部８０は、第二の制御手段として機能する。
【００４８】
したがって、画像形成は、第一の制御手段及び第二の制御手段として機能する制御部８０が、上述のように決定された第一の条件に応じて現像装置１３を動作させるとともに、第二の条件に応じて帯電装置１２を動作させることによって行われる。
第二の条件を決定する際に用いる濃度ムラのデータとしては、第一の条件を決定するのに用いるデータから推定するものに限らず、中間調のパターン画像を作成し、トナー付着量センサ２５によって検出した濃度ムラの情報を用いても良い。
【００４９】
図７は、感光体フォトインタラプタ２７によって検出される回転位置検出信号及びトナー付着量センサ２５によるトナー付着量検出信号と、これらの信号を元に作成される画像形成条件である制御テーブルとの関係の一例を示す説明図である。図７では、感光体１１の二周分の信号を示している。
第一の条件と第二の条件とを重畳したものは、図７において、決定した画像形成条件として示されている。また、パターン画像の濃度ムラは、図７において、トナー付着量検出信号として示されている。
【００５０】
図７に示すように、トナー付着量検出信号は回転位置検出信号の周期と同じ周期で変動している。これに合わせて、第一の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０による第一の条件の算出及び決定と、第二の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０による第二の条件の算出及び決定とを行う。そして、第一の条件に応じた現像装置１３の動作と、第二の条件に応じた帯電装置１２の動作とは、感光体フォトインタラプタ２７によって検出された感光体１１の回転位置に同期させて行われる。
【００５１】
図７からわかるように、第一の条件と第二の条件とを重畳した画像形成条件は、濃度ムラをキャンセル波形、言い換えると相殺する波形となる時系列データとして作成される。そのため、画像形成条件である制御テーブルはトナー付着量検出信号と逆位相になるように決定されている。実際の画像濃度の制御パラメータである、帯電バイアス、現像バイアス、露光量は、符号がマイナスだったり、絶対値が大きくなると付着量が減ったりするので、一様に「逆位相」と表現するのは適切ではない。ここでは、トナー付着量検出信号が示す付着量変動を打ち消す方向の制御テーブルを作る、つまり逆位相の付着量変動を作り出す制御テーブルを作るという意味で「逆位相」と表現している。
【００５２】
ここまでの説明では、現像ギャップを形成する回転体である感光体１１と現像ローラ１３ａとのうち、感光体１１の回転変動成分である回転振れによって、現像ギャップの変動が生じる場合を想定している。現像ギャップの変動は、現像ローラ１３ａの回転変動成分である回転振れによっても生じる。
そのため、トナー付着量センサ２５によって、その回転周期に応じた濃度変動が検出されるパターン画像を形成する作像部を構成する回転体を、感光体１１とともに、あるいはあるいはこれに代えて現像ローラ１３ａとしてもよい。この場合は、フォトインタラプタのような回転位置検出手段を用いて現像ローラ１３ａの回転位置を検出し、検出された回転位置に基づいて、濃度ムラの検出と、第一の条件及び第二の条件の決定とを行うようにする。
【００５３】
図８は、現像剤担持体である現像ローラ１３ａの回転位置を検出する回転位置検出手段としての現像回転位置検出手段である現像フォトインタラプタ７１を備えた現像回転位置検出装置７０の説明図である。
【００５４】
現像回転位置検出装置７０は、四つの現像装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が備える現像ローラ１３ａのそれぞれに対して別個に設けられているが、互いに同構成であって、図８に示す構成となっている。図８に示すように、現像ローラ１３ａは、その回転中心軸をなす駆動入力軸７６が、カップリング７７を介して駆動モータ７８の出力軸であるモータ出力軸７９に接続されており、駆動モータ７８の駆動によって回転駆動されるようになっている。
【００５５】
現像回転位置検出装置７０は、現像フォトインタラプタ７１の他に、モータ出力軸７９と一体に設けられ、モータ出力軸７９の回転に伴って回転移動する遮光部材７２を有している。遮光部材７２は、現像ローラ１３ａの回転に従い、現像ローラ１３ａが所定の回転位置を占めたときに現像フォトインタラプタ７１によって検出される。これにより、現像フォトインタラプタ７１は、現像ローラ１３ａの回転位置を検出するようになっている。
上述の感光体フォトインタラプタ２７も同様にして感光体１１の回転位置を検出するようになっている。
【００５６】
図８に示す例では、現像ローラ１３ａの駆動に関し、駆動モータ７８に直結のダイレクトドライブ方式を用いているが、駆動モータ７８からの動力伝達の間に減速機構が入っていても良い。但し、減速機構を採用する場合、遮光部材７２は現像ローラ５４と同じ回転速度になるよう、駆動入力軸７６上に設置しておくことが望ましい。このことは、感光体１１の回転位置を検出する場合についても同様である。
【００５７】
図９は、現像フォトインタラプタ７１の出力例を示すグラフである。図９に示すように、現像ローラ１３ａと同期して回転する遮光部材７２が現像フォトインタラプタ７１を通過するときに出力がほぼ０［Ｖ］まで低下していることが分かる。このエッジを利用して、現像ローラ１３ａの回転位置を検出する。
【００５８】
このような現像回転位置検出装置７０により検出した回転位置信号に基づいて、上述したデータ処理や、各種補正と同様の処理、補正、制御を実施する。たとえば、トナー付着量センサ２５によって検出されたパターン画像の画像濃度ムラ情報の平均処理は、現像フォトインタラプタ７１からの信号に基づいて行われる。
【００５９】
すなわち、画像濃度記憶手段として機能する制御部８０は、現像フォトインタラプタ７１からの信号に基づき、かかる画像濃度を、現像ローラ１３ａの位相と関連付け、現像ローラ１３ａの回転周期で平均処理を行う。これにより、制御部８０は、現像ローラ１３ａの位相と関連付けられた画像濃度を取得し、これを記憶する。
現像ローラ１３ａの位相と関連付けられた画像濃度を取得する制御を測定データに沿って説明すると次のとおりである。
【００６０】
図１０は、トナー付着量センサ２５の検出結果の経時変化と、現像フォトインタラプタ７１の出力値の経時変化とを重ねたグラフである。図１０中の山型の線で示す「付着量」は、トナー付着量センサ２５によって検出された検出値であり、パターン画像の画像濃度に対応する値である。図１０中の矩形型の線で示す「現像回転位置検出手段出力」は、現像フォトインタラプタ７１の出力信号である。図１０では、「付着量」と「現像回転位置検出手段出力」とを図１０中に示されたグラフの横軸にとった時間軸上に、同期した状態で重ね合わせて示す。図１０中に示されたグラフの縦軸はトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２×１０００］である。
【００６１】
パターン画像は、図４に示して説明したとおりであり、これをトナー付着量センサ２５で検出し、トナー付着量に変換している。付着量変換アルゴリズムについては、従来技術と同様である。図１０に示されたトナー付着量より、パターン画像には現像ローラ１３ａの回転周期に対応した周期的なムラが発生していることがわかる。
【００６２】
この周期的なムラには、他の周期的変動成分、たとえば感光体１１の回転振れによる濃度ムラ等のノイズが含まれている。そこで、トナー付着量センサ２５によって検出されたパターン画像の画像濃度を、現像フォトインタラプタ７１の出力信号で切出し、平均処理を施す。この結果を画像濃度に関する補正データ、言い換えると、トナー付着量に関する補正データとして、画像濃度記憶手段としての制御部８０により、時系列の画像濃度として記憶する。
【００６３】
図１１は、現像ローラ１３ａの回転毎にトナー付着量を切出した波形を示すグラフである。一回転毎にみると、トナー付着量センサ２５によって検出されたパターン画像の画像濃度を示す「Ｎ１」〜「Ｎ１０」で示される細線の波形が、他の周期変動成分を含んで暴れている。しかし、図１１に太線の「Ａｖｇ」で示した平均処理結果で示されているとおり、平均処理を行うことで、本来の現像ローラ１３ａの周期成分が抽出される。
【００６４】
上述した感光体１１の回転周期での平均処理も、このようにして行っている。よって、本稿において、感光体周期濃度ムラデータ、現像ローラ周期濃度ムラデータは、平均処理を行ったデータで論じている。図１１に示す例では、「Ｎ１」〜「Ｎ１０」まで、十周分のデータを取得して単純平均処理、言い換えると相加平均処理を施しているが、現像ローラ１３ａの周期の成分が抽出されれば、他の平均処理を施してもよい。このようにして、感光体１１の回転位置と現像ローラ１３ａの回転位置とを検出する構成では、パターン画像の濃度ムラから、感光体１１に起因する濃度ムラ成分と現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラ成分とが独立して抽出される。
【００６５】
これらの成分は、パターン画像の濃度ムラとして重畳されて検出されるが、上述のように独立して抽出可能である。そして、これらがキャンセルされるように、各成分に対する補正量が重畳されて、第一の条件及び第二の条件を決定可能である。
この場合のパターン画像の長さ、形成位置等は、感光体１１の周長と現像ローラ１３ａの周長とのうち、長い方の周長、回転位置、レイアウト距離、プロセス線速に基づいて設定される。通常は、前者（感光体１１の周長）の方が長いため、上述の説明と同様に設定される。
【００６６】
制御部８０は、不揮発性メモリおよび／または揮発性メモリに、画像形成を行う画像形成方法である画像濃度制御方法を実行するための画像濃度制御プログラムとしての画像形成プログラムを記憶している。上記画像形成は、感光体１１、現像ローラ１３ａ、トナー付着量センサ２５、現像装置１３、及び帯電装置１２等を用いる。現像ローラ１３ａは、感光体１１にトナーを付着させ、トナー付着量センサ２５は、現像ローラ１３ａにより感光体１１にトナーを付着させることによって形成される画像の濃度を検出する。感光体１１と現像ローラ１３ａとは、トナー付着量センサ２５によって濃度が検出される画像を形成する作像部を構成する回転体である。現像装置１３は、画像を形成するための現像条件を用いて画像の濃度を調整可能であり、帯電装置１２は、画像を形成するための帯電条件を用いて画像の濃度を調整可能である。
【００６７】
制御部８０は、トナー付着量センサ２５によって検出された、感光体１１の少なくとも一周長分の画像の濃度ムラに基づいて、画像の濃度を調整するために第一の条件を決定して第一の画像形成条件決定手段として機能する。そして、上記画像形成では、第一の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０によって決定された、現像条件についての第一の条件に応じて現像装置１３を動作させる。また、制御部８０は、トナー付着量センサ２５によって濃度が検出された画像と異なる濃度の画像の濃度ムラを推定し、この推定した濃度ムラを抑制するように第二の条件を決定して第二の画像形成条件決定手段として機能する。そして上記画像形成では、第二の画像形成条件決定手段として機能する制御部８０によって決定された、帯電条件についての第二の条件に応じて帯電装置１２を動作させる。
以上、述べてきたように、複写機１の制御部８０は、トナー付着量センサ２５の出力から感光体１１と現像ローラ１３ａとの少なくとも一方の回転フレによる濃度変動を検出し、作像部による感光体１１上へのトナー像作像条件を補正する。これにより、複写機１は、感光体１１と現像ローラ１３ａとの間隔である現像ギャップの変動及び感光体１１の感度ムラ基づく画像濃度のムラを抑制する機能を有している。
【００６８】
複写機１の各色の画像形成部である個々の作像部は、図１に示すように、感光体１１の表面に接触して回転する接触回転体として帯電ローラ１２ａ及び潤滑剤塗布ローラ１５ａを備える。複写機１では、制御部８０が、帯電ローラ１２ａ及び潤滑剤塗布ローラ１５ａの少なくとも一方の回転条件を、パターン画像形成時と、用紙Ｐに画像を形成する通常の画像出力時とで変更する構成となっている。この構成では、制御部８０が、回転条件変更手段として機能する。
【００６９】
〔実施例１〕
接触回転体の回転条件を変更する一つ目の実施例として、接触回転体である帯電ローラ１２ａの回転条件を変更する実施例１について説明する。実施例１では、パターン画像形成時の帯電ローラ１２ａの回転条件として、帯電ローラ１２ａの回転を停止する。
図１２は、実施例１の複写機１が備える帯電ローラ１２ａの軸方向一端部近傍の斜視図である。図１２に示すように、帯電ローラ１２ａは、軸方向の端部にギャップ形成部材５１を備え、ギャップ形成部材５１からさらに軸方向外側に延在する芯金部５２の端部には、軸端回転部材５３が取り付けられている。
【００７０】
図１３は、複写機１の本体側筐体１ａに設けられている帯電ローラ回転停止装置９０と、帯電ローラ１２ａとの配置の説明図である。図１３（ａ）は、帯電ローラ１２ａの回転を停止させていない状態を示しており、図１３（ｂ）は、帯電ローラ１２ａの回転を停止させた状態を示している。帯電ローラ回転停止装置９０は、可動部材９２と、可動部材支持軸９３と、可動部材９２を帯電ローラ１２ａの軸方向に沿って移動させる可動部材駆動源９１とを備える。帯電ローラ回転停止装置９０及び軸端回転部材５３により帯電ローラ１２ａを停止させる帯電ローラ回転停止機構を構成する。
【００７１】
帯電ローラ１２ａは、その端部に設けられたギャップ形成部材５１で感光体１１の表面と当接しており、図１３（ａ）中の矢印Ｂで示すように感光体１１が駆動回転すると、当接部で従動し、図１３（ａ）中の矢印Ｃで示すように帯電ローラ１２ａは回転する。帯電ローラ１２ａが回転していると、回転による振動が、感光体１１の基体や、帯電ローラ１２ａを備える帯電装置１２のフレームを通じて感光体１１の周りの部材に伝播・共鳴して、大きな振動となることがある。そして、この振動によって複写機１で形成された画像に、様々な周期で濃度ムラを発生させることがある。このような帯電ローラ１２ａの回転による影響で画像上に生じる濃度ムラを抑制する方法として、実施例１では、帯電ローラ１２ａの回転を止める構成を備えている。
【００７２】
複写機１内では、図１３（ａ）に示すように、感光体１１が駆動回転しているときに、制御部８０から帯電ローラ回転停止装置９０の可動部材駆動源９１に駆動するように信号が送られると、可動部材駆動源９１が駆動する。この駆動により、可動部材９２が図１３（ｂ）中の矢印Ｄで示すように帯電ローラ１２ａ側に移動して軸端回転部材５３の回転軌道の範囲内に進入し、軸端回転部材５３に突き当たる。可動部材９２が軸端回転部材５３の回転軌道の範囲内に進入することで、軸端回転部材５３の回転を静止する。これにより、感光体１１は回転駆動し続けるが、帯電ローラ１２ａは芯金部５２の軸方向端部での静止する力を受けることで、回転せずに停止することになる。このようにして、感光体１１を回転しつつ、帯電ローラ１２ａを停止させる状態を実現することができる。
【００７３】
このように、複写機１は、感光体１１に従動して回転する帯電ローラ１２ａを、感光体１１を駆動回転させたまま、帯電ローラ１２ａの回転を止める状態にできる帯電ローラ回転停止機構を有している。
上述したように、複写機１では、パターン画像を形成して、形成されたパターン画像の濃度ムラから、感光体１１に起因する濃度ムラ成分と現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラ成分とを抽出する。この際に、帯電ローラ１２ａに起因する濃度ムラの周期が、現像ローラ１３ａの回転周期に一致したり極めて近くなったりすると、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラに帯電ローラ１２ａに起因する濃度ムラが重なってしまう。この状態で、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラをキャンセルするように現像バイアス及び帯電バイアスに重畳する補正量を算出すると、算出した補正量は現像ローラ１３ａと帯電ローラ１２ａとの回転周期で生じる濃度ムラをキャンセルするような補正量になる。しかし、帯電装置１２には、帯電ローラ１２ａの回転位置を検出するための機構は備えていないため、濃度ムラ成分を抽出した後は、帯電ローラ１２ａの回転位置は、バイアスの補正を加えるタイミングとは無関係なものとなる。
【００７４】
このため、現像ローラ１３ａと帯電ローラ１２ａとの回転周期で生じる濃度ムラをキャンセルするような補正量で現像条件を決定し、画像形成の動作を始めると、画像形成時は、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラを補正する以上に補正量が加えられる。これにより、画像上に現像ローラ１３ａの周期の濃度ムラが発生する。
【００７５】
このような問題を解決する実施例１の構成について説明する。
実施例１では、パターン画像を形成して、形成されたパターン画像の濃度ムラから、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラ成分を抽出する際に、上述した帯電ローラ回転停止機構を用いて帯電ローラ１２ａの回転を止める。
帯電ローラ１２ａは、感光体１１が駆動回転する際は、ギャップ形成部材５１での当接により従動回転しているが、実施例１では、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラ成分を抽出する際に帯電ローラ１２ａの回転を止める制御を実行する。
【００７６】
このような制御を行うことで、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラ成分を抽出する際に、帯電ローラ１２ａに起因する濃度ムラ成分が、現像ローラ１３ａの濃度ムラ成分に一致することを避けることができる。このため、画像形成によって作成される画像に濃度ムラを発生させることを抑制できる。
【００７７】
ここまでの説明では、帯電ローラ１２ａに起因する濃度ムラ周期が、現像ローラ１３ａの回転周期に一致あるいは、極めて近くなる場合について説明した。これに限らず、帯電ローラ１２ａに起因する濃度ムラ周期が、感光体１１の回転周期に一致あるいは極めて近くなる場合がある。この場合においても、パターン画像を形成して、形成されたパターン画像の濃度ムラから、感光体１１に起因する濃度ムラ成分を抽出する際に、上述した帯電ローラ回転停止機構を用いて帯電ローラの回転を止める。これにより、画像形成によって作成される画像に、感光体１１の回転周期の濃度ムラを発生させることを抑制できる。
【００７８】
さらに、パターン画像を形成して、形成されたパターン画像の濃度ムラから、現像ローラ１３ａおよび感光体１１に起因する濃度ムラ成分を抽出する際に、上述した帯電ローラ回転停止機構を用いて帯電ローラ１２ａの回転を止める。これにより、画像形成によって作成される画像に、感光体１１の回転周期及び現像ローラ１３ａの回転周期の濃度ムラを発生させることを抑制できる。
【００７９】
用紙Ｐに画像を形成する通常の画像形成動作中と、画像形成条件を決定する際に行う濃度ムラ成分抽出動作中とを問わず、帯電ローラ１２ａの回転を止めることで、帯電ローラ１２ａの回転による濃度ムラを抑制できると考えることもできる。しかし、帯電ローラ１２ａを長時間止め続けてバイアスを印加し続けると、帯電ローラ１２ａの周方向の一箇所にバイアスを印加し続けることになり、その箇所の被服層が劣化し、感光体１１の表面を正常に帯電処理できなくなる恐れがある。そのため、濃度ムラ成分を抽出するとき以外のタイミングである用紙Ｐに画像を作像するときには、帯電ローラ１２ａを回転させることが望ましい。濃度ムラ成分を抽出するために帯電ローラ１２ａを停止させる時間は、数十秒〜数分間であるため、帯電ローラ１２ａの被服層は、感光体１１表面を正常に帯電処理行えなくなるほど顕著な劣化は起きない。
【００８０】
上述した説明では、帯電ローラ１２ａの回転による振動が感光体１１の基体や、帯電ローラ１２ａを備える帯電装置１２のフレームを通じて感光体１１の周りの部材に伝播・共鳴して、大きな振動となる現象について述べた。しかし、この現象が発生するか否かは、複写機１の使用環境にも依存する。使用環境が変化し、温度が変化すると、感光体１１の基体や、帯電ローラ１２ａを備える帯電装置１２のフレームが膨張や収縮し、それらの大きさが僅かに変化することで、感光体１１の周りの部材に伝播・共鳴する振動数が変化する。バイアス補正量を抽出するために濃度ムラ成分抽出動作を行うときに、帯電ローラ１２ａの回転を止めて帯電バイアスを印加することは、僅かではあるが、帯電ローラ１２ａの周方向の一箇所に帯電バイアス印加の負荷が偏ることになる。このため、不必要であれば帯電ローラ１２ａの回転を停止させる動作は行わないことが望ましい。
【００８１】
そこで、濃度ムラ成分抽出動作を行うときに、帯電ローラ１２ａを停止させるか停止させないかを、複写機１のユーザーが選択できるような機能を持つ構成としてもよい。これにより、このような構成では、不必要に帯電ローラ１２ａの回転を停止させる動作を行うことを避けることができ、帯電ローラ１２ａの周方向の一箇所に帯電バイアス印加の負荷が偏ることを抑制することができる。
【００８２】
濃度ムラ成分抽出動作は、パターン画像を中間転写ベルト１８上に形成するが、四つの作像部で順番にパターン画像の作成を行うため、パターン画像の作成を行うタイミングにずれが生じる。ある作像部でパターン画像の作成を行っているときは、その作像部でのみ帯電ローラ１２ａを停止させればよく、他の作像部では帯電ローラ１２ａを停止させる必要は無い。パターン画像の作成を行っている作像部でのみ帯電ローラ１２ａの回転を停止させることで、不必要に帯電ローラ１２ａの周方向の一箇所に帯電バイアス印加の負荷が偏ることを防ぐことができる。
【００８３】
帯電ローラ１２ａの回転を止めたときに、感光体１１に対向する帯電ローラ１２ａの周方向の位置が常に同じ部分であると、その部分に帯電バイアス印加の負荷が偏ることになる。すると、帯電バイアス印加による僅かな帯電ローラ１２ａの被服層の劣化が蓄積していき、不具合が発生する恐れがある。そこで、帯電ローラ１２ａの回転を止める動作を行うごとに、感光体１１に対向する帯電ローラ１２ａの周方向の部分を変えていく仕組みを設けてもよい。この仕組みについて図１４を用いて以下に説明する。
【００８４】
図１４は、帯電ローラ回転停止装置９０を帯電ローラ１２ａ側から見た斜視図である。図１４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ互いに可動部材９２の回転位置が異なる状態を示している。図１３及び図１４に示すように、帯電ローラ回転停止装置９０は、可動部材９２の先端に、軸端回転部材５３の回転軌道に進入し、回転方向に移動しようとする軸端回転部材５３が突き当たる可動部材先端突起９２ａを備える。図１４に示すように、可動部材９２は円柱状であり、その円柱状の帯電ローラ１２ａ側の底面に断面が扇型となる柱体形状の可動部材先端突起９２ａを備えている。また、円柱状の可動部材９２の中心線の位置と、帯電ローラ１２ａの回転中心の中心線の位置とが一致する構成となっている。
【００８５】
帯電ローラ１２ａの回転を停止させる動作を行うとき、可動部材先端突起９２ａが、帯電ローラ１２ａに固定された軸端回転部材５３の回転軌道に進入すると、可動部材先端突起９２ａが軸端回転部材５３に引っかかり、帯電ローラ１２ａの回転を制止する。
そして、可動部材駆動源９１は、帯電ローラ１２ａの回転を止める動作を行うごとに、帯電ローラ１２ａの回転中心に対して可動部材９２を回転させる。これにより、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、帯電ローラ１２ａの回転を止める動作を行うごとに、帯電ローラ１２ａに対する可動部材先端突起９２ａの回転位置が変わるように制御する。
これにより、軸端回転部材５３が引っかかるときの帯電ローラ１２ａの回転方向の位置が変化する。
【００８６】
このような仕組みを、帯電ローラ回転停止機構に設けることで、帯電ローラ１２ａを停止させたときに、感光体１１に対向する帯電ローラ１２ａの周方向の位置を、帯電ローラ１２ａの回転を止める動作を行うごとに変えることができる。これにより、帯電バイアス印加の負荷が常に帯電ローラ１２ａの周方向の一箇所に偏ることを防ぐことができる。
実施例１では、帯電ローラ回転停止機構の一例について説明したが、帯電ローラ１２ａを停止する構成としては、上述した機構の構成に限るものではない。感光体１１の回転状態を維持しつつ、帯電ローラ１２ａの回転を停止させる状態を実現することができる構成であればよい。
可動部材９２の先端に設けた可動部材先端突起９２ａの形状、及び、可動部材先端突起９２ａの回転角度は、帯電ローラ１２ａの停止時の回転位置を変えることが実現できれば、いかなる形状および角度であってもよい。
【００８７】
図１５は、バイアス補正量を抽出するタイミングか否かを判断し、帯電ローラ１２ａの回転を止めるか否かを決定する処理、及び、その後の動作について示すフローチャートである。
【００８８】
まず、複写機１に動作開始信号が入力される（Ｓ１１）。その後、この実行動作が「バイアス補正量抽出タイミング」であるか否かの判断を行う（Ｓ１２）。実行動作が、「バイアス補正量抽出タイミング」であると判断された場合（Ｓ１２で「Ｙｅｓ」）は、帯電ローラ回転停止機構を稼働させ、帯電ローラ１２ａの回転を停止させる（Ｓ１３）。帯電ローラ１２ａの回転を停止後、バイアス補正量の抽出動作を行う（Ｓ１４）。
【００８９】
「Ｓ１２」のステップで判断された実行動作が、「バイアス補正量抽出タイミング」でなかった場合（Ｓ１２で「Ｎｏ」）は、帯電ローラ１２ａを通常回転させる（Ｓ１５）。帯電ローラ１２ａの通常回転時は、画像形成動作もしくは画像濃度制御動作を行う（Ｓ１６）。
【００９０】
複写機１は、感光体１１と、感光体１１の表面を帯電させる帯電装置１２と、感光体１１の表面に形成された静電潜像をトナーで可視化する現像装置１３と、を有するプロセスカートリッジ１０を用いた画像形成装置である。帯電装置１２はローラ状の帯電ローラ１２ａを有し、現像装置１３はローラ状の現像ローラ１３ａを有する構成となっている。現像ローラ１３ａの回転変動成分または感光体１１の回転変動成分の少なくとも一方に起因する画像の濃度ムラを補正するためにバイアス補正を行う構成となっている。
実施例１の構成では、帯電ローラ１２ａの回転を止める帯電ローラ回転停止機構を有している。そして、バイアス補正量を抽出する（現像ローラ１３ａまたは感光体１１の回転変動成分に起因する濃度ムラ成分を抽出する）動作を行うときは、帯電ローラ回転停止機構を稼働させて帯電ローラ１２ａの回転を停止させる。
【００９１】
このように、実施例１の複写機１は、感光体１１または現像ローラ１３ａの少なくとも一方の部品の振れ等の影響を補正するようなバイアスの補正を行う画像形成装置であり、バイアスの補正量を算出するときに、帯電ローラ１２ａの回転を止める。これにより、帯電ローラ１２ａが回転することで生じる振動と、その振動が感光体１１の周囲の部材に伝播・共振にすることによる振動と、により生じる濃度ムラを抑制できる。
このため、感光体１１または現像ローラ１３ａの回転によって発生する周期的な画像濃度ムラを精度よく検出することができ、バイアス補正量を正確に算出できる。よって、画像形成時には、感光体１１または現像ローラ１３ａの回転によって発生する周期的な画像濃度ムラを適切に低減させることができる。
【００９２】
帯電ローラ回転停止機構を備える構成で、バイアス補正量を抽出する動作以外のときは、帯電ローラ１２ａを回転させることで、帯電ローラ１２ａの周方向の一箇所に帯電バイアス印加の負荷が偏るのを防ぐことができる。
また、バイアス補正量を抽出する動作を行うときに、帯電ローラ１２ａの回転を停止させるか停止させないかを選択することができる構成としてもよい。例えば、帯電ローラ１２ａを停止させる必要がないときは、帯電ローラ１２ａを停止させるか停止させないかをユーザーが選択できるようにする。これにより、不必要に帯電ローラ１２ａの周方向の一箇所に帯電バイアス印加の負荷が偏ることを防ぐことができる。
【００９３】
帯電ローラ回転停止機構を備える構成で、バイアス補正量の抽出動作を行うときに、バイアス補正量の抽出を行っている作像部のみ帯電ローラ１２ａを停止させ、その作像部以外は帯電ローラ１２ａの停止は行わない構成としてもよい。
バイアス補正量の抽出動作は、パターン画像を中間転写ベルト１８上に形成するが、四つの作像部で順番にパターン画像の作成を行うため、パターン画像の作成を行うタイミングにずれが生じる。ある作像部でパターン画像の作成を行っているときは、その作像部でのみ帯電ローラ１２ａは停止させればよく、他の作像部では帯電ローラ１２ａは停止させる必要は無い。パターン画像の作成を行っている作像部でのみ帯電ローラ１２ａを停止させることで、不必要に帯電ローラ１２ａの周方向の一箇所に帯電バイアス印加の負荷が偏ることを防ぐことができる。
【００９４】
帯電ローラ回転停止機構は、帯電ローラ１２ａの芯金部５２の端部に固定された軸端回転部材５３と、軸端回転部材５３の回転軌道の範囲内に進入することで帯電ローラ１２ａの回転を止める可動部材９２を備えた帯電ローラ回転停止装置９０とを備える。そして、可動部材９２を備えた帯電ローラ回転停止装置９０は、本体側筐体１ａに配置されている。
感光体１１及び帯電ローラ１２ａはプロセスカートリッジ１０とし複写機１に対して着脱可能であり、また、寿命等で交換するパーツである。このような構成では、帯電装置１２はプロセスカートリッジ１０のメンテナンスとともに交換されることとなる。このため、交換の必要性が低い帯電ローラ回転停止装置９０を複写機１の本体側に配置しておくことで、プロセスカートリッジ１０の交換時には帯電装置１２のみが交換され、帯電ローラ回転停止装置９０の不要な交換を抑制することができる。
【００９５】
帯電ローラ回転停止機構は、可動部材駆動源９１が可動部材支持軸９３を回転させることで、帯電ローラ１２ａの芯金部５２の回転中心に対する可動部材９２の軸端回転部材５３の回転軌道の範囲内における侵入位置を、変更可能な構成となっている。この構成では、可動部材駆動源９１は可動部材侵入位置変更機構として機能する。この構成により、帯電ローラ１２ａを停止させたときに、感光体１１に対向する帯電ローラ１２ａの周方向の位置を変えることができ、帯電バイアス印加の負荷が常に周方向の一箇所に偏ることを防ぐことができる。
【００９６】
上述した実施例１では、帯電ローラ１２ａの回転条件を、パターン画像の形成時と画像出力時とで変更する構成として、帯電ローラ１２ａを停止する構成について説明した。帯電ローラ１２ａの回転条件を変更する構成としては、帯電ローラ１２ａを停止するものに限らず、低速回転等、帯電ローラ１２ａが回転することに起因する濃度ムラを抑制することができる構成であればよい。
【００９７】
次に、帯電装置１２内に備えられている帯電ローラ１２ａについて説明する。
帯電ローラ１２ａとしては、芯金となる金属基体上に、一般に使用される帯電ローラ用の構成材料による被覆層を、形成して使用することができる。これら帯電ローラ被覆層は単層の被覆層であっても、複数の被覆層の積層によるものであっても良い。
【００９８】
帯電ローラ被覆層に使用できる樹脂および／またはゴムの材料は、一般的に公知の材料から一種または二種以上を選択して使用することができる。
具体的には、樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン）；ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂（例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン）；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；スチレン−アクリル酸共重合体；オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂又はその変性品；フッ素樹脂（ 例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン）；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；フェノール樹脂；アミノ樹脂（例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂）；エポキシ樹脂などが挙げられる。
また、ゴムとしては、ジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等が挙げられる。これらのゴムは、ソリッドゴムとして使用しても良く、また、発泡ゴムとして使用しても良い。ゴムとして、発泡ゴムを使用する場合には、表面の孔に起因する帯電ムラを防ぐため、外側に表面被覆層を設けることが好ましい。
【００９９】
被覆層を発泡体とする場合は発泡剤を配合することができる。発泡剤としては、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、パラトルエンスルフォニルヒドラジン、アゾビスイソブチロニトリル、４，４’−オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジド等の有機発泡剤、または重炭酸ソーダ等の無機発泡剤が挙げられる。
また、この他に軟化剤として、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイルなどを配合しても構わない。これらは特に限定されるものではないが、感光体１１への汚染の見地から見て、パラフィン系オイル、またはナフテン系オイルの使用が好ましい。
【０１００】
また更に、被覆層には、必要に応じてゴム等の配合剤として一般に用いられている架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、補強剤、充填剤、粘着付与剤、分散剤離型剤、増量剤等を添加することができる。
電気伝導性物質は、帯電ローラ１２ａの電気的な安定性を担うものであるため、内部の被覆層にも含有させることにより、体積抵抗の一層の安定化が図られ、より好ましい形態となる。この場合の電気伝導性物質は、最表面被覆層と内部被覆層で、含有量を変えて使用しても良く、また種類が異なっても良い。
【０１０１】
電気伝導性物質としては、鉄、金、銅等の金属；フェライト、マグネタイト等の酸化鉄；酸化ビスマス、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化スズ等の酸化物；ヨウ化銀、βアルミナ等のイオン導電体、これらを粒子表面に被覆して導電化した粒子などの電気伝導性粒子や、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＫＢＦ４、ＫＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等のイオン性電解質や、第四級アンモニウム塩に代表される導電性高分子等が挙げられる。この中でも特にカーボンブラックの一つであるファーネスブラックやアセチレンブラックを用いることにより、少量の低抵抗微粉末の添加で効果的に電気伝導性の調整が可能であり、好ましく用いられる。
電気伝導性物質として、粒子を用いる場合には、抵抗のバラツキを抑制するために、粒子径を被覆層の厚みより充分小さくする必要があるが、およそ個数平均径で０．０１〜１［μｍ］程度のものが好ましい。
【０１０２】
これらの電気伝導性物質は、強度の維持や製造し易さの観点から、その量を適宜調整することができるが、被覆層樹脂またはゴムの１００重量部に対して２〜３０［重量部］程度の量を添加することが好ましく用いられる。３０［重量部］を越えるような場合には被覆層に亀裂や永久歪等を引き起こすことが有り、２［重量部］を下回る場合には充分な電気伝導性物質の選択によっては効果が発現しないことや、その発現にバラツキが生じることが有る。
【０１０３】
またこの時、帯電ローラ１２ａの体積抵抗は、１×１０３［Ω・ｃｍ］乃至１×１０１２［Ω・ｃｍ］程度であることが好ましい。１×１０３［Ω・ｃｍ］を下回る場合には、少量のトナー付着で帯電ローラ１２ａ抵抗が局所的に大きく変化してしまうことがある。この様な局所的な電気抵抗のバラツキは、帯電ローラ１２ａ中の、より低い抵抗を持つ部位への電荷集中を引き起こし、像担持体帯電電位のムラとなって現れる。一方、帯電ローラ１２ａの体積抵抗が、１×１０１２［Ω・ｃｍ］を上回る場合には、感光体１１を帯電させるために帯電ローラ１２ａへ必要以上の大きな電圧印加が必要となる。このため、効率的でないばかりでなく、帯電ローラ１２ａの基体と被覆層との界面部分での発熱や局所的な構造破壊を引き起こすことがあるため、長期間の使用に対して不利となる。
【０１０４】
帯電ローラ１２ａを感光体１１との間で微小ギャップを形成しつつ配設するには、感光体１１の表面における像担持部以外の位置に接するよう、帯電ローラ１２ａにギャップ形成部材５１を取り付けることにより実現することができる。微小ギャップの間隔は、０．０１［ｍｍ］〜０．２［ｍｍ］程度であることが好ましい。０．０１［ｍｍ］を下回る場合には、部分的な接触が発生する場合があり、これを避けるには、部材の加工精度を上げる必要があるため、コストアップとなり好ましくない。一方０．２［ｍｍ］を上回る場合には、感光体１１の表面上に均等な帯電電位を形成することが困難となり、また帯電を行う際の印加電圧が高くなりがちであるため好ましくない。微小ギャップの間隔は、０．０２［ｍｍ］乃至０．１２［ｍｍ］であることが、より好ましい。
【０１０５】
また、帯電電圧の交流成分を、８００［Ｈｚ］乃至３０００［Ｈｚ］の周波数範囲とすることにより、交流周波数に起因するノイズを実用上充分な範囲とすることができる。交流周波数が８００［Ｈｚ］を下回る場合には、交流周期そのものが感光体１１上の帯電電位に現れることがある。３０００［Ｈｚ］を上回る場合には高周波の振動となり、感光体１１の基体材料特性の選択によっては、充分に振動を吸収しきれない場合があり、基体材料の選択範囲が制限されるため、好ましくない。
【０１０６】
〔実施例２〕
接触回転体の回転条件を変更する二つ目の実施例として、接触回転体である潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転条件を変更する実施例２について説明する。潤滑剤塗布ローラ１５ａは、潤滑剤塗布ローラ駆動モータ６０が駆動することで回転し、固形状潤滑剤１５ｂを削り取って感光体１１の表面上に潤滑剤を塗布する。
潤滑剤塗布装置１５が備える潤滑剤塗布ローラ１５ａを駆動する潤滑剤塗布ローラ駆動モータ６０の回転速度は、複写機１の使い方により、異ならせる。異ならせる理由の一つとして、潤滑剤塗布装置１５内の固形状潤滑剤１５ｂは、使用環境によって、潤滑剤塗布ローラ１５ａによる削り取られ量（潤滑剤消費量）が変わるためである。潤滑剤の種類や、配合比により異なるが、複写機１の固形状潤滑剤１５ｂに用いた潤滑剤は、使用環境の絶対湿度に応じて消費量が変わるものである。
【０１０７】
図１６は、潤滑剤塗布ローラ駆動モータ６０の回転速度が一定である場合における絶対湿度と潤滑剤消費量との関係を示す概略図である。図１６に示すように、モータ回転速度が一定の場合、絶対湿度が低い環境においては、固形状潤滑剤１５ｂの消費量は大きくなり、絶対湿度が高い環境においては、固形状潤滑剤１５ｂの消費量は小さくなる。感光体１１の表面を潤滑剤で適切に保護するためには、環境が変動しても潤滑剤消費量を一定にすることが求められる。
【０１０８】
これに対して、複写機１では、使用される環境の絶対湿度を検出する湿度センサ６１の検出結果に基づいて潤滑剤塗布ローラ駆動モータ６０の回転速度を変更する構成となっている。
図１７は、絶対湿度と潤滑剤塗布ローラ駆動モータ６０の回転速度との関係を示す概略図であり、図１８は、図１７で示すように潤滑剤塗布ローラ駆動モータ６０の回転速度を制御したときの絶対湿度と潤滑剤消費量との関係を示す概略図である。
図１７に示すように制御部８０が潤滑剤塗布ローラ駆動モータ６０の回転速度を制御することにより、図１８で示すように、使用環境の絶対湿度が変わっても潤滑剤消費量を一定にできる。このように複写機１では、使われ方によって潤滑剤塗布ローラ駆動モータ６０の回転速度を変更し、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度を変える構成を実現することができる。
使用環境の環境条件を検出する構成としては、絶対湿度を検出するものに限らず、相対湿度や温度等の環境条件を検出する構成でもよい。
【０１０９】
複写機１は、使用環境に合わせて、潤滑剤塗布装置１５の潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度を変える制御を行っている。この潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度は、現像ローラ１３ａの回転速度に一致あるいは極めて近くなる場合がある。
上述したように、複写機１では、パターン画像を形成して、形成されたパターン画像の濃度ムラから、感光体１１に起因する濃度ムラ成分と現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラ成分とを抽出する。この際に、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転周期が、現像ローラ１３ａの回転周期に一致したり極めて近くなったりすると、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラに潤滑剤塗布ローラ１５ａに起因する濃度ムラが重なってしまう。
【０１１０】
このような状態で、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラをキャンセルするように現像バイアスおよび帯電バイアスに重畳する補正量を算出すると、次のようになる。すなわち、算出した補正量は、現像ローラ１３ａと潤滑剤塗布ローラ１５ａとの濃度ムラをキャンセルするような補正量になる。しかし、潤滑剤塗布装置１５には、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転位置を検出するための機構は備えていないため、濃度ムラ成分を抽出した後は、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転位置は、バイアスの補正を加えるタイミングとは無関係なものとなる。
【０１１１】
このため、現像ローラ１３ａと潤滑剤塗布ローラ１５ａとの回転周期で生じる濃度ムラをキャンセルするような補正量で現像条件を決定し、画像形成の動作を始めると、次のようになる。すなわち、画像形成時は、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラを補正する以上に補正量が加えられる。これにより、画像上に現像ローラ１３ａの周期の濃度ムラが発生する。
【０１１２】
このような問題を解決する実施例２の構成について説明する。
実施例２では、パターン画像を形成して、形成されたパターン画像の濃度ムラから、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラ成分を抽出する際に、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度を、現像ローラ１３ａの回転速度と異なるように回転させる。
上述したように、潤滑剤塗布ローラ１５ａは、検出した環境条件に応じて回転速度を変化させる制御をおこなっている。しかし、実施例２では、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラ成分を抽出する際は、いかなる環境下においても、現像ローラ１３ａの回転速度と異なるような一定の回転速度で潤滑剤塗布ローラ１５ａを回転させる。
【０１１３】
このような制御を行うことで、現像ローラ１３ａに起因する濃度ムラ成分を抽出する際に、潤滑剤塗布ローラ１５ａに起因する濃度ムラを、現像ローラ１３ａの成分に一致することを避けることができる。このため、画像形成によって作成される画像に濃度ムラを発生させることを抑制できる。
【０１１４】
ここまでの説明では、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度が、現像ローラ１３ａの回転速度に一致あるいは極めて近くなる場合について説明した。これに限らず、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度が、感光体１１の回転速度に一致あるいは極めて近くなる場合がある。この場合においても、パターン画像を形成して、形成されたパターン画像の濃度ムラから、感光体１１に起因する濃度ムラ成分を抽出する際に、いかなる環境下においても、感光体１１の回転速度と異なるような一定の回転速度で潤滑剤塗布ローラ１５ａを回転させる。これにより、画像形成によって作成される画像に、感光体１１の回転周期の濃度ムラを発生させることを抑制できる。
【０１１５】
さらに、パターン画像を形成して、形成されたパターン画像の濃度ムラから、現像ローラ１３ａおよび感光体１１に起因する濃度ムラ成分を抽出する際に、次のような制御を行う。すなわち、いかなる環境下においても、感光体１１および現像ローラ１３ａの回転速度と異なるような一定の回転速度で潤滑剤塗布ローラ１５ａを回転させる。これにより、画像形成によって作成される画像に、感光体１１の回転周期および現像ローラ１３ａの回転周期の濃度ムラを発生させることを抑制できる。
【０１１６】
図１９は、バイアス補正量を抽出するタイミングか否かを判断し、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度を決定する処理、及び、その後の動作について示すフローチャートである。
【０１１７】
まず、複写機１に動作開始信号が入力される（Ｓ２１）。その後、この実行動作が「バイアス補正量抽出タイミング」であるか否かの判断を行う（Ｓ２２）。実行動作が、「バイアス補正量抽出タイミング」であると判断された場合（Ｓ２２で「Ｙｅｓ」）は、潤滑剤塗布ローラ１５ａを、現像ローラ１３ａまたは感光体１１の少なくとも一方の回転速度とは異なる所定の回転速度で回転させる（Ｓ２３）。所定の回転速度での潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転開始後、バイアス補正量の抽出動作を行う（Ｓ２４）。
【０１１８】
「Ｓ２２」のステップで判断された実行動作が、「バイアス補正量抽出タイミング」でなかった場合（Ｓ２２で「Ｎｏ」）は、潤滑剤塗布ローラ１５ａを、検出した環境条件に応じた回転速度で回転させる（Ｓ２５）。検出した環境条件に応じた回転速度での潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転開始後、画像形成動作もしくは画像濃度制御動作を行う（Ｓ２６）。
【０１１９】
実施例２の構成では、制御部８０が潤滑剤塗布ローラ駆動モータ６０の駆動を制御することで、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度を変更可能な構成を有している。そして、バイアス補正量を抽出する（現像ローラ１３ａまたは感光体１１の回転変動成分に起因する濃度ムラ成分を抽出する）動作を行うときは、現像ローラ１３ａまたは感光体１１の少なくとも一方の回転速度とは異なる所定の回転速度で回転する。そして、バイアス補正量を抽出する動作以外のときは、検出した環境条件に応じた回転速度で回転する。
【０１２０】
実施例２の複写機１は、感光体１１または現像ローラ１３ａの少なくとも一方の部品の振れ等の影響を補正するようなバイアスの補正を行う画像形成装置である。そして、バイアスの補正量を算出するときに、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度を、感光体１１または現像ローラ１３ａの少なくとも一方の回転速度と異なる回転速度に設定して、潤滑剤塗布ローラ１５ａを回転させる。これにより、バイアスの補正量を算出するときに、感光体１１または現像ローラ１３ａの回転によって発生する周期的な画像濃度ムラを検出する際に、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転によって発生する周期的な画像濃度ムラの影響を回避することができる。
【０１２１】
このため、感光体１１または現像ローラ１３ａの回転によって発生する周期的な画像濃度ムラを精度よく検出することができ、バイアス補正量を正確に算出できる。よって、感光体１１のまたは現像ローラ１３ａの回転速度と、環境条件等に基づいて設定した潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度とが一致する場合に、バイアスの補正量が正しく算出できなくなるという問題を解消できる。そして、画像形成時には、感光体１１または現像ローラ１３ａの回転によって発生する周期的な画像濃度ムラを適切に低減させることができる。
【０１２２】
実施例２の潤滑剤塗布ローラ１５ａは、バイアス補正量を抽出する動作を行うときは、感光体１１の回転速度とは異なる所定の回転速度で回転する。そして、バイアス補正量を抽出する動作以外のときは、検出した環境条件に応じた回転速度で回転する。これにより、感光体１１に起因する濃度ムラを解消するバイアス補正量の抽出をするときに、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転に起因する濃度ムラの発生を防ぐことができる。
【０１２３】
実施例２の潤滑剤塗布ローラ１５ａは、バイアス補正量を抽出する動作を行うときは、感光体１１とも現像ローラ１３ａとも異なる所定の回転速度で回転する。そして、バイアス補正量を抽出する動作以外のときは、検出した環境条件に応じた回転速度で回転する。これにより、感光体１１と現像ローラ１３ａとに起因する濃度ムラを解消するバイアス補正量の抽出をするときに、潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転に起因する濃度ムラの発生を防ぐことができる。
【０１２４】
バイアス補正量を抽出する動作を行うときに、実施例１のように、帯電ローラ１２ａの回転速度を制御する（回転を停止させる）構成と、実施例２のように潤滑剤塗布ローラ１５ａの回転速度を制御する構成との両方の構成を備える構成としてもよい。
また、実施形態では、接触回転体が感光体１１に接触する帯電ローラ１２ａまたは潤滑剤塗布ローラ１５ａである場合について説明した。トナーパターンの形成時と画像出力時とで回転条件を変更する接触回転体としては、これらに限るものではなく、他の感光体１１に接触する回転体であってもよい。さらに、感光体１１に接触するものに限らず、現像ローラ１３ａに接触し、回転する回転体であってもよい。
【０１２５】
上述した実施形態では、個々の作像部がそれぞれの感光体１１上に形成したパターン画像を中間転写ベルト１８上に転写し、像担持体である中間転写ベルト１８上のパターン画像を画像濃度検出手段であるトナー付着量センサ２５で検出する。パターン画像を検出する像担持体としては、中間転写ベルト１８に限らず、個々の作像部が備える感光体１１であってもよい。また、通常の画像の転写はなされない搬送ベルト６に対して中間転写ベルト１８からパターン画像を転写し、搬送ベルト６上のパターン画像を画像濃度検出手段で検出する構成としてもよい。
【０１２６】
上述した実施形態では、画像形成装置がカラーレーザー複写機である構成について説明したが、画像形成装置としてはこれに限るものではない。
複写機１では、四つの作像部を備え、個々の作像部がそれぞれ備える帯電ローラ１２ａまたは潤滑剤塗布ローラ１５ａの少なくとも一方の回転条件をそれぞれの作像部毎に独立して制御する構成となっている。これにより、それぞれの作像部について、帯電ローラ１２ａまたは潤滑剤塗布ローラ１５ａの少なくとも一方の回転がパターン画像の濃度ムラに影響することを抑制できる。このため、複数の作像部それぞれについて、感光体１１または現像ローラ１３ａの回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラの検出精度の向上を図ることが出来る。
【０１２７】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２８】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
【０１２９】
（態様Ａ）
感光体１１等の潜像担持体及び現像ローラ１３ａ等の現像剤担持体を含む作像部等の画像形成部と、潜像担持体または現像剤担持体の回転姿勢を検出するフォトインタラプタ（２７または７１）等の回転姿勢検出手段と、画像形成部により形成したパターン画像等の画像濃度ムラ検出用のトナーパターンの画像濃度を検出するトナー付着量センサ２５等の画像濃度検出手段と、回転姿勢検出手段の検出結果及び画像濃度検出手段の検出結果に基づいて、潜像担持体または現像剤担持体の回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラの濃度ムラ情報を算出する制御部８０等の濃度ムラ情報算出手段とを有する画像形成装置において、画像形成部は、潜像担持体または現像剤担持体の表面に接触して回転する帯電ローラ１２ａまたは潤滑剤塗布ローラ１５ａ等の接触回転体を備え、接触回転体の回転条件を、トナーパターンの形成時と画像出力時とで変更する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体または現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラの検出精度の向上を図ることが出来る。これは以下の理由による。
すなわち、接触回転体の回転条件によっては、トナーパターンの画像濃度ムラに基づいた潜像担持体または現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラを適切に検出することができない場合がある。例えば、接触回転体の回転周期が現像剤担持体の回転周期に一致する場合がある。この場合、トナーパターンの検出結果から現像剤担持体の回転周期で発生する濃度ムラの成分を算出しようとすると、現像剤担持体の回転によって生じる周期的な濃度ムラの成分と接触回転体の回転によって生じる周期的な濃度ムラの成分とが重畳して算出される。ここで算出された周期的な濃度ムラは、接触回転体の回転によって生じる周期的な濃度ムラの成分が重畳されているため、現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラを適切に検出することができない。
接触回転体の回転によって生じる周期的な濃度ムラの成分が重畳された周期的な濃度ムラの算出結果に基づいて、現像剤担持体の回転周期で発生する濃度ムラを低減させるような補正を行う画像形成条件を設定し画像形成を行うと次のような問題が生じる。
接触回転体と現像剤担持体との回転を同期させる構成を備えていない限り、接触回転体と現像剤担持体との回転の位相差は一定ではない。このため、上述したトナーパターンを作成時と、このトナーパターンに基づいて設定した上記画像形成条件による画像形成時とで、接触回転体と現像剤担持体との回転の位相差にずれが生じることがある。そして、この位相差のずれによっては、画像形成条件の補正が、現像剤担持体の回転によって生じる濃度ムラをさらに強調したり、濃度ムラを十分に抑制することができなかったり、という問題が生じる。
このような問題は、接触回転体の回転周期が現像剤担持体の回転周期と一致する場合に限らず、潜像担持体の回転周期と一致する場合でも同様に生じる。
態様Ａでは、画像出力時の接触回転体の回転周期が潜像担持体または現像剤担持体の回転周期と一致する回転条件であっても、トナーパターン形成時に接触回転体の回転条件を変更することで、回転周期を一致させない条件でトナーパターンを形成できる。よって、トナーパターンの画像濃度ムラに基づいて、潜像担持体または現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラを検出する検出精度の向上を図ることが可能となる。
【０１３０】
（態様Ｂ）
態様Ａにおいて、制御部８０等の濃度ムラ情報算出手段の算出結果に基づいて、周期的な画像濃度ムラを低減させる画像形成条件を決定する画像形成条件決定制御を実施する制御部８０等の画像形成条件決定手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、感光体１１等の潜像担持体または現像ローラ１３ａ等の現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラを精度よく検出でき、画像形成時にはこの周期的な画像濃度ムラを適切に低減できる。
【０１３１】
（態様Ｃ）
態様ＡまたはＢにおいて、接触回転体として感光体１１等の潜像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布ローラ１５ａ等の潤滑剤塗布ローラを有し、環境条件を検出する湿度センサ６１等の環境条件検出手段と、潤滑剤塗布ローラの回転速度を制御する制御部８０等の塗布ローラ回転制御手段とを有し、塗布ローラ回転制御手段は、画像出力時には前記環境条件検出手段の検出結果に基づいて潤滑剤塗布ローラの回転速度を制御し、パターン画像等のトナーパターンの形成時には潤滑剤塗布ローラを現像ローラ１３ａの回転速度とは異なる回転速度等の所定の回転速度とする。
これによれば、実施例２について説明したように、トナーパターンの形成時に、潤滑剤塗布ローラの回転による影響を回避することができ、潜像担持体または現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラの検出精度の向上を図ることが出来る。
【０１３２】
（態様Ｄ）
態様Ａ乃至Ｃの何れかの態様において、パターン画像等のトナーパターンの形成時の潤滑剤塗布ローラ１５ａ等の接触回転体の回転速度は、感光体１１等の潜像担持体の回転速度と現像ローラ１３ａ等の現像剤担持体の回転速度との何れの回転速度とも異なる。
これによれば、実施例２について説明したように、パターン画像等のトナーパターンの形成時に、接触回転体の回転による影響を回避することができる。これにより、潜像担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラと、現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラとの両方の検出精度の向上を図ることが出来る。
【０１３３】
（態様Ｅ）
態様Ａ乃至Ｄの何れかの態様において、接触回転体として感光体１１等の潜像担持体を帯電する帯電ローラ１２ａ等の帯電ローラを有し、パターン画像等のトナーパターンの形成時における帯電ローラの回転条件として、帯電ローラの回転を停止させる。
これによれば、実施例１について説明したように、トナーパターンの形成時に、帯電ローラが回転することで生じる振動と、その振動が潜像担持体の周囲の部材に伝播・共振にすることによる振動と、により生じる濃度ムラを抑制できる。このため、トナーパターンの形成時に、帯電ローラの回転による影響を回避することができ、潜像担持体または現像ローラ１３ａ等の現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラの検出精度の向上を図ることが出来る。
【０１３４】
（態様Ｆ）
態様Ｅにおいて、帯電ローラ１２ａ等の帯電ローラの回転を停止させる帯電ローラ回転停止機構を有し、帯電ローラ回転停止機構は、帯電ローラの芯金部５２等の軸部材の端部に設けられ、帯電ローラとともに回転する軸端回転部材５３等の軸端部材と、本体側筐体１ａ等の装置本体側に配置され、軸端部材の回転軌道の範囲外から回転軌道の範囲内に進入するように移動することで軸端部材の回転を停止させる可動部材９２等の本体側可動部材とを備える。
これによれば、実施例１について説明したように、交換の必要性が低い本体側可動部材を装置本体側に配置しておくことで、帯電ローラ回転停止機構を構成する部材の不要な交換を抑制することができる。
【０１３５】
（態様Ｇ）
態様Ｆにおいて、帯電ローラ１２ａ等の帯電ローラの芯金部５２等の軸部材の回転中心に対する可動部材９２等の本体側可動部材の回転軌道の範囲内における進入位置を、変更する可動部材駆動源９１等の可動部材侵入位置変更機構を有する。
これによれば、実施例１について説明したように、帯電ローラを停止させたときに、感光体１１等の潜像担持体に対向する帯電ローラの周方向の位置を変えることができ、帯電バイアス印加の負荷が常に周方向の一箇所に偏ることを防ぐことができる。
【０１３６】
（態様Ｈ）
態様Ａ乃至Ｇの何れかの態様において、パターン画像等のトナーパターンの形成時における帯電ローラ１２ａ及び潤滑剤塗布ローラ１５ａ等の接触回転体の回転条件を変更する制御部８０等の回転条件変更手段を備える。
これによれば、実施形態について説明したように、トナーパターンの形成時と画像出力時とで接触回転体の回転条件を変更する構成を実現することができる。
【０１３７】
（態様Ｉ）
態様Ａ乃至Ｈの何れかの態様において、作像部等の画像形成部を四つ等の複数備え、複数の画像形成部がそれぞれ備える帯電ローラ１２ａ及び潤滑剤塗布ローラ１５ａ等の接触回転体の回転条件をそれぞれ独立して制御する。
これによれば、実施形態について説明したように、複数の画像形成部それぞれについて感光体１１等の潜像担持体または現像ローラ１３ａ等の現像剤担持体の回転によって発生する周期的な画像濃度ムラの検出精度の向上を図ることが出来る。
【符号の説明】
【０１３８】
１  複写機
１ａ  本体側筐体
３  紙搬送ユニット
４  二次転写装置
５  両面ユニット
６  搬送ベルト
７  定着装置
８  排紙ユニット
１０  プロセスカートリッジ
１１  感光体
１２  帯電装置
１２ａ  帯電ローラ
１３  現像装置
１３ａ  現像ローラ
１４  感光体クリーニング装置
１５  潤滑剤塗布装置
１５ａ  潤滑剤塗布ローラ
１５ｂ  固形状潤滑剤
１５ｃ  潤滑剤加圧部材
１６  露光装置
１７  一次転写ローラ
１８  中間転写ベルト
１９  転写対向ローラ
２１  中間転写クリーニング装置
２３  排紙ローラ対
２４  電位センサ
２５  トナー付着量センサ
２６  レジストローラ対
２７  感光体フォトインタラプタ
２８  排紙トレイ
２９  トナー濃度センサ
４０  スキャナ
４１  二次転写ローラ
５０  給紙装置
５１  ギャップ形成部材
５２  芯金部
５３  軸端回転部材
５４  現像ローラ
５５  トナー回収容器
６０  潤滑剤塗布ローラ駆動モータ
６１  湿度センサ
７０  現像回転位置検出装置
７１  現像フォトインタラプタ
７２  遮光部材
７６  駆動入力軸
７７  カップリング
７８  駆動モータ
７９  モータ出力軸
８０  制御部
８１  ＣＰＵ
８２  バスライン
８５  インターフェース部
８６  帯電バイアス電源
８７  現像バイアス電源
８８  一次転写バイアス電源
８９  露光設定部
９０  帯電ローラ回転停止装置
９１  可動部材駆動源
９２  可動部材
９２ａ  可動部材先端突起
９３  可動部材支持軸
ＤＬ  感光体周長
Ｌ  レーザ光
Ｐ  用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３９】
【特許文献１】特許３８２５１８４号
【図１】
2017083709.tif 000003
【図２】
2017083709.tif 000004
【図３】
2017083709.tif 000005
【図４】
2017083709.tif 000006
【図５】
2017083709.tif 000007
【図６】
2017083709.tif 000008
【図７】
2017083709.tif 000009
【図８】
2017083709.tif 000010
【図９】
2017083709.tif 000011
【図１０】
2017083709.tif 000012
【図１１】
2017083709.tif 000013
【図１２】
2017083709.tif 000014
【図１３】
2017083709.tif 000015
【図１４】
2017083709.tif 000016
【図１５】
2017083709.tif 000017
【図１６】
2017083709.tif 000018
【図１７】
2017083709.tif 000019
【図１８】
2017083709.tif 000020
【図１９】
2017083709.tif 000021