JP2008216631A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体と現像ロールとの間隔の変化によって発生するバンディングを防ぐ。
【解決手段】スリーブ１４１を回転させる際、スリーブ１４１を回転させるモータに流れる電流の電流値を測定し、スリーブの回転角度と、感光体１１周面とスリーブ１４１周面との間隔の変化の関係と特定する。感光体１１に静電潜像を形成する際には、露光位置にある静電潜像が露光位置から現像位置まで移動したときのスリーブ１４１の回転角度を求め、求めた回転角度におけるスリーブ１４１周面と感光体１１周面との間隔を特定した関係から求め、感光体１１に照射する光の光量を特定した間隔に応じて補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、形成される画像に様々な欠陥が生じるのを防ぐために種々の発明が考案されている。その中で、所謂、バンディングと呼ばれる欠陥（形成される画像中に規則的な濃淡の縞模様が発生する欠陥）が発生するのを防ぐ発明として、特許文献１，２に開示された発明がある。特許文献１に開示されている画像形成装置は、感光体の偏心（中心軸のずれ）による感光体の回転速度の周期的変動を光学式のロータリエンコーダで計測する。そして、この周期的変動が打ち消されるように感光体の駆動手段を制御して、感光体の回転速度を一定にし、これによりバンディングの発生を防いでいる。また、特許文献２に開示されている画像形成装置は、形成された画像を光学センサで読み取り、読み取った画像の濃淡の変化を検出し、検出した変化に応じて現像に係わる各種物理量を制御して濃度の規則的な変化を修正している。

特開２００５−１７６４６７号公報 特開２００５−３３８８３６号公報

ところで、バンディングが発生する要因としては様々な要因があるが、感光体へ現像剤を供給する現像ロールの偏心や感光体の偏心によってもバンディングが発生する。具体的には、感光体や現像ロールが偏心していると、感光体や現像ロールにおいては、中心軸から周面までの距離で長い部分と短い部分が生じる。対向する感光体と現像ロールとが回転したときに中心軸から周面までの距離の長い部分同士が対向すると、感光体と現像ロールとの間の距離は短くなる。そして、感光体と現像ロールとの間の距離が短くなった場合には現像電界が高くなり、現像ロールから感光体へのトナー飛翔量が増えて画像の濃度が高くなる。一方、中心軸から周面までの距離の短い部分同士が対向すると、感光体と現像ロールとの間の距離は長くなる。そして、感光体と現像ロールとの間の距離が長くなった場合には現像電界が低くなり、現像ロールから感光体へのトナー飛翔量が減って画像の濃度が低くなる。

特許文献１に開示されている画像形成装置は、偏心による感光体の回転速度の周期的変動を抑えることによりバンディングを防ぐようにしているが、回転速度を制御しても現像ロールと感光体との間の距離は変化しないため現像電界は変化せず、上述したような感光体と現像ロールとの間の距離により発生するバンディングを防ぐことはできない。
特許文献２に開示されている画像形成装置では、形成された画像の濃度変化を検出して、この検出した濃度変化を打ち消すように制御が行われる。しかしながら、特許文献２に開示されている画像形成装置では、形成された画像を読み取るために画像の幅と同じ幅のセンサが必要となり、センサを配置するスペースが必要となって装置の体積が大きくなるといった問題や、部品数が多くなり製造費がかかるという問題が生じることとなる。

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、感光体と現像ロールとの間隔の変化によって発生するバンディングを防ぐ技術を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために本発明は、潜像が形成される像保持体と、前記像保持体に対向し、前記像保持体へ現像剤を供給する回転体と、前記回転体を回転させるモータであって一定速度で回転する際に流れる電流が負荷トルクに応じて変化するモータと、前記モータに流れる電流の電流値を測定する電流測定手段と、画像を表す画像情報に従って前記像保持体へ潜像を形成する手段であって、前記像保持体に形成する潜像の電位を前記電流測定手段で測定した電流値に応じて制御する潜像形成手段とを有する画像形成装置を提供する。

本発明においては、前記像保持体は、光が照射されることにより表面の電位が変化して潜像が形成され、前記回転体の回転角度を測定する角度測定手段と、前記角度測定手段により測定される回転角度と前記電流測定手段により測定される電流値の測定結果から、前記回転体周面と前記像保持体周面との間隔と、前記回転体の回転角度との関係を特定する特定手段とを有し、前記潜像形成手段は、前記像保持体に照射する光の照射位置を画像情報に従って制御して潜像を形成し、前記像保持体に形成される潜像が露光位置から現像位置まで移動したときの前記回転体の回転角度を前記角度測定手段により求められる回転角度から求め、求めた回転角度における前記像保持体周面と前記回転体との間隔を前記特定手段で求められた関係から特定し、前記像保持体に照射する光の光量を特定した間隔に応じて制御してもよい。

また、本発明は、潜像が形成される像保持体と、前記像保持体に対向し、前記像保持体へ現像剤を供給する回転体と、前記像保持体を回転させるモータであって一定速度で回転する際に流れる電流が負荷トルクに応じて変化するモータと、前記モータに流れる電流の電流値を測定する電流測定手段と、画像を表す画像情報に従って前記像保持体へ潜像を形成する手段であって、前記像保持体に形成する潜像の電位を前記電流測定手段で測定した電流値に応じて制御する潜像形成手段とを有する画像形成装置を提供する。

本発明においては、前記像保持体は、光が照射されることにより表面の電位が変化して潜像が形成され、前記像保持体の回転角度を測定する角度測定手段と、前記角度測定手段により測定される回転角度と前記電流測定手段により測定される電流値の測定結果から、前記回転体周面と前記像保持体周面との間隔と、前記像保持体の回転角度との関係を特定する特定手段とを有し、前記潜像形成手段は、前記像保持体に照射する光の照射位置を画像情報に従って制御して潜像を形成し、前記像保持体に形成される潜像が露光位置から現像位置まで移動したときの前記像保持体の回転角度を前記角度測定手段により求められる回転角度から求め、求めた回転角度における前記像保持体周面と前記回転体との間隔を前記特定手段で求められた関係から特定し、前記像保持体に照射する光の光量を特定した間隔に応じて制御してもよい。

また、好ましい態様においては、前記モータを一定速度で回転させる場合、前記モータに流れる電流と前記負荷トルクとの関係が直線的であってもよい。
また、別の好ましい態様においては、前記モータがブラシレスモータであってもよい。

本発明によれば、感光体と現像ロールとの間隔の変化によって発生するバンディングを防ぐことができる。

［第１実施形態］
［実施形態の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置における感光体および感光体周辺の各部の構成を模式的に示した図である。

制御部１０は、制御プログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリを備えた記憶部等を備えている。制御部１０が上述の各部を制御プログラムに従って制御することにより、本実施形態に係わる画像形成装置においては画像形成機能が実現する。また、制御プログラムが実行されると画像形成装置においてはバンディングによる濃度変化を補正する機能が実現する。

形状が円柱状である感光体（像保持体）１１は、表面に電荷受容体としてＯＰＣ（Organic Photo Conductor：有機光導電体）からなる光導電層が形成されており、図示せぬモータにより図中の矢印Ａ方向に回転させられる。帯電装置１２は例えばコロトロンであり、コロナ放電によって感光体１１の表面を一様に帯電させる。露光装置１３はレーザーダイオード等を備えており、形成する画像や画像の濃度を表す画像情報に従ってレーザ光を感光体１１の表面に照射することにより照射領域の電位を変化させて感光体１１に静電潜像を形成する。

用紙搬送ベルト１５は感光体１１に形成されたトナー像が転写される用紙を搬送するベルトであり、図中の矢印Ｃ方向に駆動されて用紙を搬送する。用紙搬送ベルト１５を挟むようにして感光体１１と対向している転写ロール１６は所定の電位に帯電されており、感光体１１と対向する位置において、感光体１１の表面に現像されたトナー像を静電気力により用紙に転写する。定着装置１７は用紙搬送ベルト１５を挟んで対向する１対のローラを備え、このローラを用いて用紙を加熱および加圧することにより、用紙上に転写されたトナー像を定着させる。クリーニング装置１８は、用紙に転写されずに感光体１１表面に残留したトナーを除去する装置である。除電装置１９は、クリーニング装置１８によりトナーが除去された感光体１１の表面に光を照射して感光体１１の残留電荷を除去する装置である。

現像装置１４は感光体１１の表面にトナーを供給する装置であり、マグネットロールとスリーブとを備えた現像ロール１４Ａ、スリーブを回転させる駆動部１５０、ロータリエンコーダ１６０、トリマ１４２とを備えている。図２は、現像ロール１４Ａ、感光体１１、現像ロール１４Ａに付着したトナーＴ、トリマ１４２を模式的に示した図である。同図に示したように、現像ロール１４Ａにおいては、マグネットロール１４０がスリーブ（回転体）１４１の内側に配置されており、トナーＴが付着するスリーブ１４１の近傍にはトリマ（制限部材）１４２が配置されている。

マグネットロール１４０は、フェライトや希土類磁石合金などの磁性材料の粉末を円柱状または円柱状に成形したロールであり、Ｎ極とＳ極とが所定のパターンで配設されて形成されている。トリマ１４２は、スリーブ１４１により感光体１１へ供給されるトナーＴの量を制限するものであり、スリーブ１４１に付着したトナーを掻き落とす。

スリーブ１４１は、アルミニウム製で円筒状に形成されており、駆動部１５０により図２中の矢印Ｂ方向へ回転させられる。トナーＴはマグネットロール１４０の磁力によりスリーブ１４１に付着し、スリーブ１４１が回転するとスリーブ１４１に付着したトナーＴが感光体１１に供給されることとなるが、感光体１１に供給されるトナーＴは静電潜像に対して逆極性となるように帯電されているため、トナーＴは感光体１１表面との電位差によって静電潜像に付着して静電潜像が現像（可視化）される。

円筒状のスリーブ１４１の内部にはマグネットロール１４０が配置されているが、図２に示したように、マグネットロール１４０の中心軸とスリーブ１４１の回転の中心軸は組み立ての精度上、完全には一致しないこととなる（図２においては、中心軸が一致していないことを分かりやすくするために、中心軸のずれを強調して示している）。マグネットロール１４０の中心軸とスリーブ１４１の回転の中心軸とがずれていると、スリーブ１４１が一回転する間において、感光体１１とスリーブ１４１との間隔が変動する。これにより、トナーＴと感光体１１との電位差が変動し、感光体１１に形成されるトナー像の濃度が変動することとなる。具体的には、図３（ｂ）に示したように、感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔が狭くなると、感光体１１表面とトナーとの電位差が大きくなるため、静電潜像に付着するトナーの量が多くなり、現像されるトナー像の濃度が高くなる。また、図３（ｄ）に示したように、感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔が広くなると、感光体１１表面とトナーとの電位差が小さくなるため、静電潜像に付着するトナーの量が少なくなり、現像されるトナー像の濃度が低くなる。

ロータリエンコーダ１６０は、スリーブ１４１の回転角度を検出するものであり、スリーブの回転角度を示す角度信号を制御部１０へ出力する。なお、本実施形態においては、マグネットロール１４０の中心軸からスリーブ１４１周面までの距離が最も長い位置Ｐがトリマ１４２に対向する位置にあるときに「０度」を示す角度信号が出力され、スリーブ１４１が矢印Ｂ方向へ回転するにつれて角度信号が表す角度が増加していく。

次に、スリーブ１４１を回転させる駆動部１５０の構成について説明する。図４は、駆動部１５０の構成を示したブロック図である。電源部１５２は、スリーブ１４１を回転させるモータ１５１へ電力を供給するものであり、電流制御部１５３に接続されている。検出部１５４は、モータ１５１の回転速度を検出するものであり、ホールＩＣによりモータ１５１の回転速度を求め、求めた回転速度を示す回転速度信号を出力する。

設定部１５５には、制御部１０が接続されており、制御部１０から出力される信号であって、モータ１５１の回転速度を指示する速度指示信号が入力される。また、設定部１５５には、検出部１５４から出力された回転速度信号が入力される。設定部１５５は、電流制御部１５３を制御するものであり、速度指示信号が入力されると、モータ１５１に電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３へ出力する。また、設定部１５５は、入力される速度指示信号が表す回転速度（制御部１０から指示された回転速度）と、検出部１５４から入力される回転速度信号が表す測定回転速度（測定された回転速度）とを比較する。そして、測定された回転速度が指示された回転速度より遅い場合には、モータ１５１へ流れている電流より多くの電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３へ出力し、測定された回転速度が指示された回転速度より速い場合には、モータ１５１へ流れている電流より少ない電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３へ出力する。

電流制御部１５３は、モータ１５１へ流す電流を制御するものであり、電源部１５２からの電力供給を受け、電流制御信号が表す指示に従って電流をモータ１５１に流す。また、電流制御部１５３は、モータ１５１に流している電流値を測定し、測定した電流値を表す電流値信号を制御部１０へ出力する。

モータ１５１は、ブラシレスＤＣ（Direct Current）モータであり、ギヤ（図示略）を介してスリーブ１４１を回転させる。モータ１５１の回転速度は、電流制御部１５３から流れる電流により制御される。図５は、モータ１５１の負荷トルクと、モータ１５１に流す電流との関係を例示したグラフである。図５に示したように、モータ１５１を一定の回転速度で回転させる場合、モータ１５１の負荷トルクとモータ１５１に流す電流の関係は直線的である。このため、モータ１５１に流している電流を測定すれば、モータ１５１にかかる負荷トルクを測定することができる。

［実施形態の動作］
次に、本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、まず、スリーブ１４１を回転させたときにモータ１５１に流れる電流の変化を測定するときの動作について説明し、次に、スリーブ１４１の回転に伴って生じる画像の濃度変化を抑えるときの動作について説明する。

（モータ１５１に流れる電流を測定するときの動作）
まず、画像形成装置の電源が投入され、制御部１０のＲＯＭに記憶されている制御プログラムがＣＰＵにより実行されると、制御部１０は、所定の回転速度を表す速度指示信号を設定部１５５へ出力する。設定部１５５は、この速度指示信号が入力されると、モータ１５１に電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３へ出力する。電流制御部１５３は、この電流制御信号が入力されると電流をモータ１５１に流す。これにより、トナーＴが付着したスリーブ１４１が図２中の矢印Ｂ方向へ回転を始める。
スリーブ１４１が回転を始めると、スリーブ１４１の回転角度がロータリエンコーダ１６０により検出され、角度信号がロータリエンコーダ１６０から制御部１０へ出力される。制御部１０は、ロータリエンコーダ１６０から出力された角度信号を受け取ると、受け取った角度信号を解析してスリーブ１４１の回転角度を検知する。

また、スリーブ１４１が回転すると、スリーブ１４１に付着しているトナーＴはトリマ１４２により掻き落とされてスリーブ１４１に付着する量が制限される。スリーブ１４１に付着するトナーＴの厚みは、トリマ１４２に接する前の時点においては、マグネットロール１４０の中心軸からスリーブ１４１の周面までの距離に関係なくほぼ一定であるが、例えば図３（ｄ）の状態から図３（ａ）の状態にスリーブ１４１が回転すると、トリマ１４２とスリーブ１４１の周面との間隔が徐々に狭くなっていき、トリマに接触して掻き落とされるトナーＴの量が徐々に多くなるため、スリーブ１４１を回転させているモータ１５１の負荷トルクも徐々に大きくなる。ここで、位置Ｐがトリマ１４２の位置に達すると、０度を表す角度信号が制御部１０へ入力される。制御部１０は、角度信号が表す角度が０度になるとモータ１５１へ流れる電流の測定を始める。

モータ１５１の負荷トルクが大きくなるとモータ１５１の回転速度が低下し、この低下した回転速度が検出部１５４により測定される。この測定された回転速度を表す信号が検出部１５４から設定部１５５へ出力されると、設定部１５５は制御部１０から入力された速度指示信号が表す回転速度（指示された回転速度）と、検出部１５４から入力された回転速度信号が表す測定回転速度（測定された回転速度）とを比較する。ここで、モータ１５１の回転速度は、上述したように低下しているため、測定された回転速度は指示された回転速度より遅いこととなる。設定部１５５は、測定された回転速度が指示された回転速度より遅い場合には、現在モータ１５１へ流している電流より多くの電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３へ出力する。

電流制御部１５３は、この電流制御信号が入力されるとモータ１５１に流す電流を増加させる。これによりモータ１５１の回転速度は速度指示信号が表す回転速度に近づくこととなる。また、電流制御部１５３においては、この時にモータ１５１に流している電流の値（Ｉ_１１［Ａ］）を表す電流値信号が制御部１０へ出力されている。制御部１０は、電流値信号を受け取ると、ロータリエンコーダ１６０により検知したスリーブ１４１の回転角度と、電流値信号が表す電流値とを対応付けて記憶部に記憶させる。

（スリーブ−トリマ間の間隔が狭→広になるときの動作）
モータ１５１が回転を続けると、図３（ａ）に示した状態からスリーブ１４１が回転し、図３（ｂ）の状態を経過して図３（ｃ）の状態に至る。この間、トリマ１４２の位置においては、スリーブ１４１の回転に伴ってトリマ１４２とスリーブ１４１との間隔が図３（ａ）のときより広くなっていき、トリマ１４２により掻き落とされるトナーの量が少なくなっていくため、モータ１５１の負荷トルクも図３（ａ）のときより小さくなっていく。

モータ１５１の負荷トルクが小さくなるとモータ１５１の回転速度も速くなり、この速くなった回転速度を表す回転速度信号が検出部１５４から出力される。ここで、モータ１５１の回転速度は上述したように速くなっているため、測定された回転速度は指示された回転速度より速いこととなり、設定部１５５は、モータ１５１の回転速度を低下させるため、現在モータ１５１へ流している電流より少ない電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３へ出力する。

電流制御部１５３は、この電流制御信号が入力されるとモータ１５１に流す電流を少なくする。これによりモータ１５１の回転速度は速度指示信号が表す回転速度に近づくこととなる。また、電流制御部１５３においては、この時にモータ１５１に流している電流の値を表す電流値信号が制御部１０へ出力されている。制御部１０は、電流値信号を受け取ると、スリーブ１４１の回転角度と、電流値信号が表す電流値とを対応付けて記憶部に記憶する。

例えば、図３（ｂ）に示した状態において、モータ１５１へ流す電流が抑えられ、電流値信号が表す電流値がＩ_１２［Ａ］である場合、このときのスリーブ１４１の回転角度（９０度）と、電流値Ｉ_１２［Ａ］とが対応付けられて記憶部に記憶される。また、図３（ｃ）に示した状態において、モータ１５１へ流す電流が抑えられ、電流値信号が表す電流値がＩ_１３［Ａ］である場合、このときのスリーブ１４１の回転角度（１８０度）と、電流値Ｉ_１３［Ａ］とが対応付けて記憶部に記憶される。

（スリーブ−トリマとの間隔が広→狭になるときの動作）
図３（ｃ）に示した状態からさらにモータ１５１が回転を続けると、スリーブ１４１が回転し、図３（ｄ）の状態を経過して再び図３（ａ）の状態に至る。この間、トリマ１４２の位置においては、トリマ１４２とスリーブ１４１との間隔が図３（ｃ）のときより狭くなっていき、トリマ１４２により掻き落とされるトナーの量が多くなっていくため、モータ１５１の負荷トルクも図３（ｃ）のときより大きくなっていく。

モータ１５１の負荷トルクが大きくなり回転速度が低下すると、設定部１５５は現在モータ１５１へ流している電流より多い電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３へ出力する。これにより、モータ１５１の回転速度は速度指示信号が表す回転速度に近づくこととなる。また、電流制御部１５３においては、この時にモータ１５１に流している電流の値を表す電流値信号が制御部１０へ出力されている。そして、図３（ｄ）に示した状態において、電流値信号が表す電流値がＩ_１４［Ａ］である場合、スリーブ１４１の回転角度（２７０度）と、電流値Ｉ_１４［Ａ］とが対応付けられて記憶部に記憶される。

このように、画像形成装置の電源が投入させられると、画像形成装置においては、スリーブ１４１が回転させられ、スリーブ１４１の回転角度と、この回転角度においてモータ１５１に流れている電流値とが対応付けて記憶される。そして、スリーブ１４１が一回転すると測定された電流値の波形は図６に例示したようになる。

ここで、モータ１５１に流れる電流は、負荷トルクの増減に応じて増減している。負荷トルクは、スリーブ１４１周面とトリマ１４２との間隔（以下、この間隔を第１ギャップと称する）に応じて変化するため、図６中のある回転角度における電流値は、ある回転角度における第１ギャップの値に対応しているといえる（電流値大→第１ギャップ小、電流値小→第１ギャップ大）。なお、図６においては、電流値が最も大きくなったときに第１ギャップの間隔が最も狭くなっており、電流値が最も小さくなったときに第１ギャップの間隔が最も広くなっている。
また、スリーブ１４１は、図２中の矢印Ｂ方向へ回転しているため、第１ギャップの変化と同じ変化が、一定時間後にスリーブ１４１周面と感光体１１との間においても生じる。即ち、図６に示した波形の位相を所定の角度（スリーブ１４１の回転の中心軸とトリマ１４２とを結ぶ線と、スリーブ１４１の回転の中心軸と感光体１１の中心軸とを結ぶ線とがなす角度（ここでは９０度））だけ遅らせた波形は、スリーブ１４１周面と感光体１１周面との間隔（以下、この間隔を第２ギャップと称する）の変化を表すこととなる。制御部１０は、図６に示した波形の角度を所定の角度だけ遅らせた波形を生成し（図７）、この生成した第２ギャップ変化波形を記憶部に記憶させる。
また、制御部１０は、スリーブ１４１が一回転したときの電流値の変化を記憶すると、記憶した電流値の平均値を求め、求めた平均値Ｉaveを記憶部に記憶させる。

（静電潜像形成時の動作）
次に、スリーブ１４１の回転に伴って生じる濃度変化を補正するときの動作について説明する。

画像形成装置が画像を形成する際には、制御部１０の制御の下、感光体１１とスリーブ１４１とが回転させられ、回転させられている感光体１１は帯電装置１２により帯電させられる。次に制御部１０は、露光により形成される静電潜像が露光位置（図１の点Ｑ）からスリーブ１４１の回転の中心軸と感光体１１の中心軸とを結ぶ線上の位置（図１の点Ｒ：以下、この位置を現像位置と称する）にまで移動するときの時間を求める。そして、制御部１０は、この求めた時間の間に回転するスリーブ１４１の回転角度をモータ１５１の回転速度をもとにして求める。

次に制御部１０は、モータ１５１を回転させつつロータリエンコーダ１６０から出力されている角度信号を監視し、角度信号の角度が０度になると、求めた回転角度に対応する値を、図７に示した波形から求める。例えば、静電潜像が露光位置から現像位置まで移動する間においてスリーブ１４１が９０度回転する場合、図７に示したグラフから９０度に対応する電流値であるＩ_１１が求められる。
Ｉ_１１は電流値の平均値Ｉaveより大きいので、静電潜像が露光位置から現像位置へ移動するとともにスリーブ１４１が９０度回転したときにおいては、第２ギャップは、第２ギャップの平均より狭くなるということがわかる。
静電潜像を形成する際には、形成しようとする画像の画像情報に含まれる情報であって画像の濃度を表す情報に従ってレーザ光の光量が設定されるが、第２ギャップが狭くなると画像濃度は濃くなるため、濃度が濃くなるのを防ぐために本実施形態においては、画像の濃度を表す情報に従って設定した光量よりレーザ光の光量を減少して静電潜像を形成する。

この後、感光体１１とスリーブ１４１とが回転すると、静電潜像が現像位置に達したときに、スリーブ１４１は９０度回転して図３（ｂ）に示した状態になる。図３（ｂ）に示した状態においては、感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔が狭くなり、露光量について何ら補正をおこなっていないと、形成されるトナー像の濃度が濃くなるが、上述したように、現像位置における静電潜像を形成するときの光量は濃度が濃くならないように制御されているため、感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔が狭くなっても形成されるトナー像の濃度が濃くなることがない。

また制御部１０は、角度信号の角度が１８０度になったとき（図３（ｃ）の状態）には、図７に示したグラフから２７０度に対応する電流値であるＩ_１３を求める。Ｉ_１３は電流値の平均値Ｉaveより小さいので、静電潜像が露光位置から現像位置へ移動するとともにスリーブ１４１が図３（ｃ）の状態から９０度回転したときにおいては、第２ギャップは第２ギャップの平均より広くなるということがわかる。第２ギャップが広くなると画像濃度は薄くなるため、濃度が薄くなるのを防ぐために、画像の濃度を表す情報に従って設定した光量よりレーザ光の光量を増やして静電潜像を形成する。

この後、感光体１１とスリーブ１４１とが回転すると、静電潜像が現像位置に達したときに、スリーブ１４１は図３（ｄ）に示した状態になる。図３（ｄ）に示した状態においては、感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔が広くなり、露光量について何ら補正をおこなっていないと、形成されるトナー像の濃度が薄くなるが、上述したように、現像位置における静電潜像を形成するときの光量は濃度が薄くならないように制御されているため、感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔が広くなっても形成されるトナー像の濃度が薄くなることがない。

以上説明したように、本実施形態によれば、静電潜像を形成するときの露光量が感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔の変化に対応して制御されるので、感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔が変化してもバンディングの発生が抑えられる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態係る画像形成装置は、感光体１１を駆動する駆動部１５０Ａの構成が図８に示したように第１実施形態の駆動部１５０と同様になっている。なお、図８においては、スリーブ１４１の駆動部と区別するために各構成要素においては符号の末尾に「Ａ」を付している。また、図８に示したモータ１５１Ａは、感光体１１を回転させるためのブラシレスＤＣモータである。

図９は、現像ロール１４Ａと感光体１１を模式的に示した図である。感光体１１においても、感光体１１を配置するときの精度上、感光体１１の中心軸と感光体１１が回転するときの回転の中心軸とは完全には一致しないこととなり、図９（ａ）に示したように第２ギャップが狭くなったり、図９（ｃ）に示したように第２ギャップが広くなったりする（なお、図９においては、間隔の変化を分かりやすくするために、中心軸のずれを強調して示している）。

このように感光体１１が一回転する間において、感光体１１とスリーブ１４１との間隔が変動すると、現像ロール１４Ａ上のトナーと感光体１１との電位差が変動し、感光体１１に形成されるトナー像の濃度が変動することとなる。具体的には、図９（ａ）に示したように第２ギャップが狭くなると、感光体１１表面とトナーとの電位差が大きくなるため、静電潜像に付着するトナーの量が多くなりトナー像の濃度が濃くなる。また、図９（ｃ）に示したように、第２ギャップが広くなると、感光体１１表面とトナーとの電位差が小さくなるため、静電潜像に付着するトナーの量が少なくなりトナー像の濃度が薄くなる。

また、本実施形態に係る画像形成装置は、感光体１１の回転角度を検出するロータリエンコーダ（図示略）を備えている。なお、本実施形態においては、感光体１１の回転軸から感光体１１周面までの距離が最も長い位置Ｐ１が現像位置にあるときに０度を示す角度信号が出力され、感光体１１が矢印Ａ方向へ回転するにつれて角度信号が表す角度が増加していく。

［第２実施形態の動作］
次に、本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、まず、感光体１１を回転させたときにモータ１５１Ａに流れる電流の変化を測定するときの動作について説明し、次に、感光体１１の回転に伴って生じる画像の濃度変化を抑えるときの動作について説明する。
（モータ１５１Ａに流れる電流を測定するときの動作）
まず、画像形成装置の電源が投入され、制御部１０のＲＯＭに記憶されている制御プログラムがＣＰＵにより実行されると、制御部１０は、所定の回転速度を表す速度指示信号を設定部１５５Ａへ出力する。設定部１５５Ａは、この速度指示信号が入力されると、モータ１５１Ａに電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３Ａへ出力する。電流制御部１５３Ａは、この電流制御信号が入力されると電流をモータ１５１Ａに流す。これにより、感光体１１が回転を始める。
感光体１１が回転を始めると、感光体１１の回転角度がロータリエンコーダにより検出され、角度信号がロータリエンコーダから制御部１０へ出力される。制御部１０は、ロータリエンコーダから出力された角度信号を受け取ると、受け取った角度信号を解析して感光体１１の回転角度を検知する。

さて、感光体１１が例えば図９（ｄ）の状態から図９（ａ）の状態に感光体１１が回転すると、感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔が徐々に狭くなっていき、感光体１１を駆動するモータ１５１Ａの負荷トルクも徐々に大きくなる。ここで、角度信号が表す角度が０度になるとモータ１５１へ流れる電流の測定を始める。

感光体１１の負荷トルクが大きくなると、感光体１１を回転させているモータ１５１Ａの回転速度が低下し、この低下した回転速度が検出部１５４Ａにより測定される。検出部１５４Ａから、この測定された回転速度を表す信号が設定部１５５Ａへ出力されると、設定部１５５Ａは、制御部１０から入力された速度指示信号が表す回転速度（指示された回転速度）と、検出部１５４から入力された回転速度信号が表す測定回転速度（測定された回転速度）とを比較する。ここで、感光体１１の回転速度は、上述したように低下しているため、測定された回転速度は指示された回転速度より遅いこととなる。設定部１５５Ａは、測定された回転速度が指示された回転速度より遅い場合には、現在モータ１５１Ａへ流している電流より多くの電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３Ａへ出力する。

電流制御部１５３Ａは、この電流制御信号が入力されるとモータ１５１Ａに流す電流を増加させる。これにより、モータ１５１Ａの回転速度は速度指示信号が表す回転速度に近づくこととなる。また、電流制御部１５３Ａにおいては、この時にモータ１５１Ａに流している電流の値（Ｉ_２１［Ａ］）を表す電流値信号が制御部１０へ出力される。制御部１０は、電流値信号を受け取ると、ロータリエンコーダにより検知した感光体１１の回転角度と、電流値信号が表す電流値とを対応付けて記憶部に記憶させる。

（感光体−スリーブ間の間隔が狭→広になるときの動作）
モータ１５１Ａが回転を続けると、図９（ａ）に示した状態から感光体１１が回転し、図９（ｂ）の状態を経過して図９（ｃ）の状態に至る。この間、現像位置においては感光体１１の回転に伴って第２ギャップが図９（ａ）のときより広くなっていき、モータ１５１Ａの負荷トルクも図９（ａ）のときより小さくなっていく。

モータ１５１Ａの負荷トルクが小さくなるとモータ１５１Ａの回転速度も速くなり、この速くなった回転速度を表す回転速度信号が検出部１５４Ａから出力される。
ここで、感光体１１の回転速度は上述したように速くなっているため、測定された回転速度は指示された回転速度より速いこととなり、設定部１５５Ａはモータ１５１Ａの回転速度を低下させるため、現在モータ１５１Ａへ流している電流より少ない電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３Ａへ出力する。

電流制御部１５３Ａは、この電流制御信号が入力されるとモータ１５１Ａに流す電流を少なくする。これによりモータ１５１Ａの回転速度は速度指示信号が表す回転速度に近づくこととなる。また、電流制御部１５３Ａにおいては、この時にモータ１５１Ａに流している電流の値を表す電流値信号が制御部１０へ出力されている。制御部１０は、電流値信号を受け取ると、感光体１１の回転角度と、電流値信号が表す電流値とを対応付けて記憶部に記憶する。

例えば、図９（ｂ）に示した状態において、モータ１５１Ａへ流す電流が抑えられ、電流値信号が表す電流値がＩ_２２［Ａ］である場合、このときの感光体１１の回転角度（９０度）と電流値Ｉ_２２［Ａ］とが対応付けられて記憶部に記憶される。また、図９（ｃ）に示した状態において、モータ１５１Ａへ流す電流が抑えられ、電流値信号が表す電流値がＩ_２３［Ａ］である場合、このときの感光体１１の回転角度（１８０度）と、電流値Ｉ_２３［Ａ］とが対応付けて記憶部に記憶される。

（感光体とスリーブ周面との間隔が広→狭になるときの動作）
図９（ｃ）に示した状態からさらにモータ１５１Ａが回転を続けると、感光体１１が回転し、図９（ｄ）の状態を経過して再び図９（ａ）の状態に至る。この間、現像位置においては第２ギャップが図９（ｃ）のときより狭くなっていき、モータ１５１Ａの負荷トルクも図９（ｃ）のときより大きくなっていく。

モータ１５１Ａの負荷トルクが大きくなり回転速度が低下すると、設定部１５５Ａは現在モータ１５１Ａへ流している電流より多い電流を流すように指示する電流制御信号を電流制御部１５３Ａへ出力する。これにより、モータ１５１Ａの回転速度は速度指示信号が表す回転速度に近づくこととなる。また、制御部１０は、電流値信号を受け取り、感光体１１の回転角度と、電流値信号が表す電流値とを対応付けて記憶部に記憶させる。例えば、図９（ｄ）に示した状態において、モータ１５１Ａへ流す電流が増加し、電流値信号が表す電流値がＩ_２４［Ａ］である場合、感光体１１の回転角度（２７０度）と、電流値Ｉ_２４［Ａ］とが対応付けられて記憶部に記憶される。

このように画像形成装置においては、感光体１１が回転させられ、感光体１１の回転角度と、この回転角度においてモータ１５１Ａに流れている電流値とが対応付けて記憶される。そして、感光体１１が一回転すると、測定された電流値の波形は図１０に例示したようになる。

ここで、モータ１５１Ａに流れる電流は、第２ギャップに応じて変化するため、図１０中のある回転角度における電流値は、ある回転角度における第２ギャップの値に対応しているといえる。なお、図１０においては、電流値が最も大きくなったときに第２ギャップの間隔が最も狭くなっており、電流値が最も小さくなったときに第２ギャップの間隔が最も広くなっている。また、制御部１０は、感光体１１が一回転したときの電流値の変化を記憶すると、記憶した電流値の平均値を求め、求めた平均値を記憶部に記憶させる。

（静電潜像形成時の動作）
次に、感光体１１の回転に伴って生じる濃度変化を補正するときの動作について説明する。

画像形成装置が画像を形成する際には、制御部１０の制御により感光体１１とスリーブ１４１とが回転させられ、回転させられている感光体１１は帯電装置１２により帯電させられる。制御部１０は、モータ１５１を回転させつつロータリエンコーダ１６０から出力されている角度信号を監視し、角度信号の角度が０度になると、予めＲＯＭに記憶している角度であって、露光位置（図１の点Ｑ）と感光体１１の中心軸とを結ぶ線分と、現像位置と感光体１１の中心軸とを結ぶ線分がなす角度を角度信号の角度に加算する。

そして、求めた回転角度に対応する電流値を、図１０に示した波形から求める。例えば、露光位置−感光体１１の中心軸−現像位置のなす角度が４５度である場合、図１０に示したグラフから４５度に対応する電流値が求められる。図１０に示した波形は、第２ギャップに対応しているため、この求めた電流値に応じて露光装置１３が出力するレーザ光の光量を制御する。具体的には、４５度に対応する電流値は図１０を参照すると電流の平均値Ｉaveより値が大きくなっている。電流値が平均値より大きいということは、現時点から感光体１１が４５度回転したときにおいては、第２ギャップは第２ギャップの平均より狭いということがわかる。第２ギャップが狭くなると画像濃度は濃くなるため、濃度が濃くなるのを防ぐために、画像の濃度を表す情報に従って設定した光量よりレーザ光の光量を減少させて静電潜像を形成する。

この後、感光体１１が４５度回転すると静電潜像は現像位置に達する。露光の光量について何ら制御を行っていないと、第２ギャップが狭いときにおいては形成されるトナー像の濃度が濃くなるが、上述したように、現像位置における静電潜像を形成するときの光量は濃度が濃くならないように制御されているため、第２ギャップが狭くなっても形成されるトナー像の濃度が濃くなることがない。

また、感光体１１の角度が１８０度である状態においては、図１０に示したグラフから２２５度に対応する電流値が求められる。ここで、２２５度に対応する電流値は図１０を参照すると電流の平均値Ｉaveより値が小さくなっている。電流値が平均値より小さいということは、現時点から感光体１１が４５度回転したときにおいては、第２ギャップは第２ギャップの平均より広いということがわかる。第２ギャップが広くなると画像濃度は薄くなるため、濃度が薄くなるのを防ぐために画像の濃度を表す情報に従って設定した光量よりレーザ光の光量を増加して静電潜像を形成する。

この後、感光体１１が４５度回転すると静電潜像は現像位置に達する。露光の光量について何ら制御を行っていないと、第２ギャップが広いときにおいては形成されるトナー像の濃度が薄くなるが、上述したように、現像位置における静電潜像を形成するときの光量は濃度が薄くならないように制御されているため、第２ギャップが広くなっても形成されるトナー像の濃度が薄くなることがない。

以上説明したように、本実施形態によれば、静電潜像を形成するときの露光量が感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔の変化に対応して制御されるので、感光体１１とスリーブ１４１周面との間隔が変化してもバンディングの発生が抑えられる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明に係る実施形態の一例であり、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。

上述した実施形態においては、静電潜像を形成するレーザ光の光量を制御して濃度を補正しているが、露光量以外に例えば現像電位を制御して濃度を制御するようにしてもよい。

画像形成装置に第１実施形態の構成と第２実施形態の構成の両方を設け、モータ１５１に流れる電流値を用いて静電潜像を形成するときの光量を制御するとともに、モータ１５１Ａに流れる電流値を用いて静電潜像を形成するときの光量を制御するようにしてもよい。

上述した実施形態においては、スリーブ１４１の周面上の位置Ｐがトリマ１４２の位置から現像位置まで移動するときの時間と、静電潜像が露光位置から現像位置まで移動するときの時間が同じである場合には、電流制御部１５３から出力される電流制御信号が表す電流値を求め、求めた電流値に応じて、即時に露光装置１２の光量を制御するようにしてもよい。
また、スリーブ１４１の周面上の位置Ｐがトリマ１４２の位置から現像位置まで移動するときの時間が、静電潜像が露光位置から現像位置まで移動するときの時間より短い場合には、電流制御部１５３から出力される電流制御信号の電流値を求め、即時にこの電流値に応じて露光装置１２の光量を制御するのではなく、所定時間後にこの電流値に応じて露光装置１２の光量を制御するようにしてもよい。

本発明は、モータにより回転させられる像保持体に潜像を形成し、この潜像を現像して画像を形成する装置であれば、上述した実施形態以外の方法で潜像を形成する画像形成装置にも適用できる。
例えば、上述した実施形態においては、潜像は光を感光体１１へ照射することにより形成されているが、潜像を形成する方法は上述した実施形態の方法に限定されるものではない。例えば、イオノグラフィ法により潜像を形成する場合、潜像が形成されるドラムを回転させるモータやトナーを供給するスリーブを回転させるモータに流れる電流に応じて潜像を形成するイオンを制御し、潜像の電位を制御してもよい。

本発明の一実施形態に係る感光体および感光体周辺の各部の模式図である。 同実施形態に係る現像ロール１４Ａ周辺の模式図である。 スリーブ１４１とトリマ１４２間の間隔の変化を説明するための図である。 同実施形態に係る駆動部の構成を示したブロック図である。 モータ１５１にかかる負荷トルクと電流値との関係を示したグラフである。 スリーブ１４１の回転角度とモータ１５１の電流値との関係を示した図である。 第２ギャップとスリーブ１４１の回転角度との関係を示した図である。 本発明の第２実施形態に係る駆動部１５０Ａの構成を示したブロック図である。 感光体１１とスリーブ１４１間の間隔の変化を説明するための図である。 感光体１１の回転角度とモータ１５１Ａの電流値との関係を示した図である。

符号の説明

１０・・・制御部、１１・・・感光体、１２・・・帯電装置、１３・・・露光装置、１４・・・現像装置、１５・・・用紙搬送ベルト、１６・・・転写ロール、１７・・・定着装置、１８・・・クリーニング装置、１９・・・除電装置、１４０・・・マグネットロール、１４１・・・スリーブ１４１・・・トリマ、１５０，１５０Ａ・・・駆動部、１５１，１５１Ａ・・・モータ、１５２，１５２Ａ・・・電源部、１５３，１５３Ａ・・・電流制御部、１５４，１５４Ａ・・・検出部、１５５，１５５Ａ・・・設定部、１６０・・・ロータリエンコーダ

Claims (6)

1. 潜像が形成される像保持体と、
   前記像保持体に対向し、前記像保持体へ現像剤を供給する回転体と、
   前記回転体を回転させるモータであって一定速度で回転する際に流れる電流が負荷トルクに応じて変化するモータと、
   前記モータに流れる電流の電流値を測定する電流測定手段と、
   画像を表す画像情報に従って前記像保持体へ潜像を形成する手段であって、前記像保持体に形成する潜像の電位を前記電流測定手段で測定した電流値に応じて制御する潜像形成手段と
   を有する画像形成装置。
2. 前記像保持体は、光が照射されることにより表面の電位が変化して潜像が形成され、
   前記回転体の回転角度を測定する角度測定手段と、
   前記角度測定手段により測定される回転角度と前記電流測定手段により測定される電流値の測定結果から、前記回転体周面と前記像保持体周面との間隔と、前記回転体の回転角度との関係を特定する特定手段と
   を有し、
   前記潜像形成手段は、前記像保持体に照射する光の照射位置を画像情報に従って制御して潜像を形成し、前記像保持体に形成される潜像が露光位置から現像位置まで移動したときの前記回転体の回転角度を前記角度測定手段により求められる回転角度から求め、求めた回転角度における前記像保持体周面と前記回転体との間隔を前記特定手段で求められた関係から特定し、前記像保持体に照射する光の光量を特定した間隔に応じて制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 潜像が形成される像保持体と、
   前記像保持体に対向し、前記像保持体へ現像剤を供給する回転体と、
   前記像保持体を回転させるモータであって一定速度で回転する際に流れる電流が負荷トルクに応じて変化するモータと、
   前記モータに流れる電流の電流値を測定する電流測定手段と、
   画像を表す画像情報に従って前記像保持体へ潜像を形成する手段であって、前記像保持体に形成する潜像の電位を前記電流測定手段で測定した電流値に応じて制御する潜像形成手段と
   を有する画像形成装置。
4. 前記像保持体は、光が照射されることにより表面の電位が変化して潜像が形成され、
   前記像保持体の回転角度を測定する角度測定手段と、
   前記角度測定手段により測定される回転角度と前記電流測定手段により測定される電流値の測定結果から、前記回転体周面と前記像保持体周面との間隔と、前記像保持体の回転角度との関係を特定する特定手段と
   を有し、
   前記潜像形成手段は、前記像保持体に照射する光の照射位置を画像情報に従って制御して潜像を形成し、前記像保持体に形成される潜像が露光位置から現像位置まで移動したときの前記像保持体の回転角度を前記角度測定手段により求められる回転角度から求め、求めた回転角度における前記像保持体周面と前記回転体との間隔を前記特定手段で求められた関係から特定し、前記像保持体に照射する光の光量を特定した間隔に応じて制御すること
   を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記モータを一定速度で回転させる場合、前記モータに流れる電流と前記負荷トルクとの関係が直線的であることを特徴とする請求項１または請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記モータがブラシレスモータであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。

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