JP2009122330A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤担持体の保持される現像剤の層厚を均一にして、濃度ムラの無い画像を形成することができる現像装置、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置１０は、規制ブレード１６の長手方向中央部を移動させて、該長手方向中央部付近に対応する現像剤１９の層厚を変化させるようにしたアクチュエータ４０と、規制ブレード１６の長手方向に沿って複数配設されると共に、そのうちの１つが前記長手方向中央部に対応する位置に配設されて、中間転写ベルト２３上に形成された顕像パターンの濃度を測定する濃度センサ３１と、濃度センサ３１が測定した濃度から前記長手方向の濃度差を算出し、この濃度差が無くなるように、アクチュエータ４０によって規制ブレード１６の長手方向中央部を移動させるようにした制御部３２と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置及びそれら画像形成装置に関する。さらに詳しくは、静電潜像担持体上の静電潜像をトナーおよび磁性粒子からなる現像剤にて現像してトナー像を形成する現像装置、及び、この現像装置を有する画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、及び、プリンタ等の画像形成装置において用いられる従来の現像装置１１０は、例えば、図９に示すように、ケース１１１と、ケース１１１内側下部に互いに区切られた第１空間１１２ａと第２空間１１２ｂを備えて設けられた現像剤収容槽１１２と、前記第１空間１１２ａ内と前記第２空間１１２ｂ内とにそれぞれ配設された攪拌スクリュー１１３ａ、１１３ｂと、現像剤１１９を供給するために現像剤収容槽１１２の上部に配設された現像剤容器１１４と、現像剤収容槽１１２から現像剤１１９を汲み上げるように、両端部を回転可能に軸支されてケース開口部１１１ａに配設された円筒状の現像剤担持体１１５と、ケース１１１に長手方向両端部が固定されるとともに現像剤担持体１１５の円筒表面との間に所定の隙間（ギャップ）を設けて配設された、平板を長手方向に沿って断面Ｌ字状に折り曲げて成形された規制ブレード（即ち、現像剤規制部材）１１６と、を備えている。現像剤担持体１１５は、現像剤１１９を汲み上げて、その表面に保持し、そして、規制ブレード１１６は、現像剤担持体１１５の円筒表面に保持された余分な現像剤１１９をそぎ落とし、現像剤１１９の層厚が一定の厚みになるように規制している。

この現像装置１１０は、図１０に示すように、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各色に対応する現像装置１１０Ｋ、１１０Ｙ、１１０Ｃ、１１０Ｍとして、従来の画像形成装置１０１内に一列に整列されて組み込まれている。そして、この画像形成装置１０１は、上記各現像装置１１０に加えて、上記各色に対応する感光体ドラム（即ち、静電潜像担持体）１２０Ｋ、１２０Ｙ、１２０Ｃ、１２０Ｍと、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される駆動ローラ１２１と、画像形成装置１０１本体に回転自在に支持された従動ローラ１２２と、各感光体ドラム１２０に接するように駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２との双方に掛け渡された無端環状の中間転写ベルト１２３と、各感光体ドラム１２０上に現像された画像を中間転写ベルト１２３に転写させる転写ローラ１２４と、駆動ローラ１２１に対向して配設されて、中間転写ベルト１２３上に転写された顕像パターンの濃度を検知する濃度センサ１３１と、濃度センサ１３１によって検知された上記濃度に基づいて現像剤担持体１１５に供給する現像剤１１９の量を制御する制御部１３２と、を備えている。

従来の現像装置１１０（画像形成装置１０１）は、濃度センサ１３１によって検知された顕像パターンの濃度について、制御部１３２において解析及び判定を行い、濃度が濃いと判定したときは、現像剤担持体１１５への現像剤１１９の供給量を減少させ、濃度が薄いと判定したときは現像剤担持体１１５への現像剤１１９の供給量を増加して、画像の濃度を調整していた。

また、特許文献１に示される、従来の他の現像装置では、現像剤規制部材を現像剤担持体の円筒表面に対して垂直方向に移動させることによって、現像剤担持体の円筒表面と現像剤規制部材とのギャップの大きさを調整して、現像剤担持体に保持される現像剤全体の層厚を変化させることで画像の濃度を調整していた。
特開平１１−３２７２９０

しかしながら、従来の現像装置１１０は、装置動作時に規制ブレード１１６によって余分な現像剤１１９をそぎ落とすので、現像剤１１９により現像剤担持体１１５と規制ブレード１１６とに対して応力が加わり、そのため、それらに撓みが生じてしまうことがあった。また、現像剤担持体１１５、規制ブレード１１６、及び、それらを組み付けるケース１１１等の部材には、形状誤差や線膨張係数の違いがあるので、組付作業による部材のずれや装置動作時に生じる熱などによっても、現像剤担持体１１５や規制ブレード１１６に撓みが生じてしまうことがあった。そして、現像剤担持体１１５及び規制ブレード１１６は、それら両端部がケース１１１に固定されているので、上記撓みは、それぞれの長手方向中央部に生じやすく、この撓みによって現像剤担持体１１５と規制ブレード１１６との間のギャップに偏りが生じてしまい、そのため、現像剤担持体１１５の円筒表面に付着する現像剤１１９の層厚が不均一になって、形成した画像に規制ブレード１１６長手方向の濃度ムラが発生するという問題があった。

また、特許文献１に示される画像形成装置においても、平板状の現像剤規制部材の長手方向両端部が歯車で支持されているので、上記と同様に、形成した画像に現像剤規制部材の長手方向の濃度ムラが発生するという問題があった。

本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、現像剤担持体の保持される現像剤の層厚を均一にして、濃度ムラの無い画像を形成することができる現像装置、及び、画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、円筒状の現像剤担持体と、前記現像剤担持体に保持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置において、（イ）前記現像剤規制部材の長手方向中央部を移動させて、該長手方向中央部付近に対応する前記現像剤の層厚を変化させるようにした移動手段と、（ロ）前記現像剤規制部材の長手方向に沿って複数配設されると共に、そのうちの１つが前記長手方向中央部に対応する位置に配設されて、転写部材上に形成された顕像パターンの濃度を測定する濃度測定手段と、（ハ）前記複数の濃度測定手段がそれぞれ測定した前記顕像パターンの濃度に基づいて、前記現像剤規制部材の長手方向中央部に対応する前記顕像パターンの濃度である中央部濃度と、前記現像剤規制部材の長手方向中央部以外に対応する前記顕像パターンの濃度である端部濃度と、を比較して、前記中央部濃度が前記端部濃度より所定の許容濃度差を超えて低ければ、前記現像剤規制部材の長手方向中央部付近に対応する前記現像剤の層厚を厚くするように、前記移動手段によって該長手方向中央部を移動させ、そして、前記中央部濃度が前記端部濃度より前記許容濃度差を超えて高ければ、前記現像剤規制部材の長手方向中央部付近に対応する前記現像剤の層厚を薄くするように、前記移動手段によって該長手方向中央部を移動させるようにした制御手段と、を有することを特徴とする現像装置である。

請求項１に記載された発明によれば、現像剤規制部材の長手方向に沿って配置された複数の濃度測定手段を有するので、該長手方向の濃度差を測定することができ、特に、複数の濃度測定手段のうち１つが現像剤規制部材の長手方向中央部に配設されているので、該長手方向中央部とそれ以外の部分との濃度差を測定することができる。また、現像剤規制部材の長手方向中央部を移動させる移動手段を有するので、該長手方向中央部付近に対応する現像剤の層厚を変化させることができる。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記複数の濃度測定手段が、前記現像剤規制部材の長手方向中央部に対応する位置と、前記現像剤規制部材の長手方向の両端部のいずれか一方に対応する位置と、に配設された２つの手段からなることを特徴とするものである。

請求項２に記載された発明によれば、現像剤規制部材の長手方向中央部と、その両端部のいずれか一方と、に対応する位置にある顕像パターンの濃度を測定することができるので、該長手方向中央部と、該長手方向中央部との濃度差が最も大きくなる２つの端部と、の濃度を測定することができる。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記複数の濃度測定手段が、前記現像剤規制部材の長手方向中央部に対応する位置と、前記現像剤規制部材の長手方向の両端部の両方に対応する位置と、に配設された３つの手段からなることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明によれば、現像剤規制部材の長手方向中央部と、その両端部の両方と、に対応する位置にある顕像パターンの濃度を測定することができるので、該長手方向中央部と、該長手方向中央部との濃度差が最も大きくなる２つの端部と、の濃度を測定することができる。

請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載された発明において、前記現像剤規制部材が、直方体状に形成された部材であることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明によれば、前記現像剤規制部材が直方体形状であるので、その断面形状が長方形であり、また、移動手段によって、現像剤規制部材の長手方向中央部を、その１つの面に対して垂直方向に押圧、牽引することができる。

請求項５に記載された発明は、前記請求項１〜４に記載された現像装置を有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項５に記載された発明によれば、画像形成装置が有する現像装置が、現像剤規制部材の長手方向に沿って複数配置された濃度測定手段を有するので、該長手方向の濃度差を測定することができ、特に、複数の濃度測定手段のうち１つが現像剤規制部材の長手方向中央部に配設されているので、該長手方向中央部とそれ以外の部分との濃度差を測定することができる。また、現像装置が、現像剤規制部材の長手方向中央部を移動させる移動手段を有するので、該長手方向中央部付近に対応する現像剤の層厚を変化させることができる。

請求項１に記載された発明によれば、濃度測定手段によって測定した、現像剤規制部材の長手方向中央部と該長手方向中央部以外とのそれぞれに対応する位置にある顕像パターンの濃度に基づいて、該長手方向中央部付近に対応する現像剤の層厚を変化させるので、該長手方向中央部の濃度と、該長手方向中央部以外の濃度と、の濃度差を所定の許容濃度差以内にすることができ、そのため、現像剤担持体及び現像剤規制部材等において生じる、形状誤差や温度等の環境変動による撓みや現像剤の応力による撓みなどによって引き起こされる現像剤規制部材の長手方向の濃度ムラを解消して、濃度ムラのない均一な画像を形成することができ、経時で安定した良好な画像を得ることができる。

請求項２に記載された発明によれば、濃度測定手段によって最も濃度差の大きい２つの場所の濃度を測定するので、濃度差を容易に検出することができ、そのため、濃度ムラを確実に解消して、濃度ムラのない均一な画像を形成することができる。

請求項３に記載された発明によれば、濃度測定手段によって最も濃度差の大きい３つの場所の濃度を測定するので、濃度差を容易且つ正確に検出することができ、そのため、濃度ムラをより確実に解消して、濃度ムラのない均一な画像を形成することができる。

請求項４に記載された発明によれば、現像剤規制部材の形状が直方体であるので、一般的に使用されている断面形状がＬ字形の現像剤規制部材に比べて変形させやすく、また、その断面が長方形であるので、直方体の１つの面に対して垂直に力（押圧、牽引）を加えることで、その力を加えた方向に正確に変形させることができる。そのため、現像剤規制部材の長手方向中央部の移動位置を正確に制御することができ、より濃度ムラのない均一な画像を形成することができる。

請求項５に記載された発明によれば、現像装置が、その濃度測定手段によって測定した現像剤規制部材の長手方向中央部と該長手方向中央部以外とに対応する位置の顕像パターンの濃度に基づいて、該長手方向中央部付近に対応する現像剤の層厚を変化させるので、該長手方向中央部の濃度と、該長手方向中央部以外の濃度と、の濃度差を所定の許容濃度差以内にすることができる。そのため、現像剤担持体及び現像剤規制部材等において生じる、形状誤差や温度等の環境変動による撓みや現像剤の応力による撓みなどによって引き起こされる現像剤規制部材の長手方向の濃度ムラを解消して、濃度ムラのない均一な画像を形成することができ、経時で安定した良好な画像を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態である現像装置の断面図である。図２は、図１に示す現像装置のアクチュエータを拡大した図である。図３は、図１に示す現像装置の現像剤担持体及び規制ブレードの位置関係を示す図である。図４は、図１に示す現像装置の濃度センサと顕像パターンの位置関係を示す図である。図５は、本発明の一実施形態である画像形成装置の断面図である。図６は、図１に示す現像装置の現像剤担持体及び規制ブレードのギャップ（ＤＧ）と、顕像パターンのトナー付着量（Ｍ／Ａ）と、の概略関係を示すグラフである。図７は、図５に示す画像形成装置における濃度調整動作の一例を示すフローチャートである。図８は、図１に示す現像装置において、濃度センサを３つ設けた場合の、濃度センサと顕像パターンの位置関係を示す図である。

次に、本発明の第１の実施形態である現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置の構成を、図１〜図７を参照して説明する。

図１において、１０は現像装置である。現像装置１０は、ケース１１と、現像剤収容槽１２と、攪拌スクリュー１３ａ、１３ｂと、現像剤容器１４と、現像剤担持体１５と、規制ブレード１６と、アクチュエータ４０と、濃度センサ３１と、制御部３２と、を備えている。なお、図１中の、感光体ドラム２０、駆動ローラ２１、中間転写ベルト２３、転写ローラ２４、については、後述する画像形成装置１が備えている。

ケース１１は、その内側下部に現像剤収容槽１２が設けられ、また、その感光体ドラム２０と対向する側部には開口部１１ａが設けられており、また、その上部には現像剤容器１４を配設するための凹部が設けられて形成されている。ケース１１内部には、現像剤担持体１５が、その表面の一部を露出するように開口部１１ａに位置づけられて収容されている。

現像剤収容槽１２は、現像剤担持体１５の長手方向と長さがほぼ等しく現像剤１９を収容するための第１空間１２ａ及び第２空間１２ｂと、それらを仕切る仕切壁１２ｃと、を備えている。また、第１空間１２ａと第２空間１２ｂとは、それらの両端部が互いに連通している。

現像剤１９は、トナーと磁性キャリアとを含んでおり、現像剤担持体１５から離れた側に位置する第１空間１２ａの一端部に、適宜供給される。現像剤１９に含まれるトナーは、乳化重合法又は懸濁重合法により製造された球状の微粒子である。なお、トナーは、種々の染料又は顔料を混入・分散した合成樹脂で構成される塊を粉砕して得られても良い。トナーの平均粒径は、３μｍ以上でかつ７μｍ以下である。また、トナーは、粉砕加工などにより形成されても良い。

攪拌スクリュー１３ａ、１３ｂは、第１空間１２ａと第２空間１２ｂとのそれぞれに収容されている。攪拌スクリュー１３ａ、１３ｂの長手方向は、現像剤収容槽１２、及び、現像剤担持体１５の長手方向と平行である。攪拌スクリュー１３ａ、１３ｂは、軸芯周りに回転自在に設けられており、軸芯周りに回転することで、トナーと磁性キャリアとを攪拌するとともに、該軸芯に沿って現像剤１９を搬送する。本実施形態では、第１空間１２ａ内の攪拌スクリュー１３ａは、現像剤１９を前述した一端部から他端部に向けて搬送する。第２空間１２ｂ内の攪拌スクリュー１３ｂは、現像剤１９を他端部から一端部に向けて搬送する。つまり、攪拌スクリュー１３ａによって、第１空間１２ａの一端部に供給された現像剤１９を攪拌しながら、他端部に搬送し、この他端部から第２空間１２ｂの他端部に搬送する。そして、攪拌スクリュー１３ｂによって、第２空間１２ｂ内で再度現像剤１９を攪拌し、軸芯方向に搬送しながら、現像剤担持体１５に供給する。

現像剤容器１４は、ケース１１外側に取り付けられた現像剤１９を格納した容器であり、該容器下部に設けられた供給口が現像剤収容槽１２の第１空間１２ａの一端部に接続されており、現像剤収容槽１２に現像剤１９を供給する。

現像剤担持体１５は、芯金と、該芯金が軸となるように該芯金に固定されて取り付けられた円柱状のマグネットローラと、該マグネットローラを内包するように回転自在に配設された円筒状の現像スリーブとを備えていて、その円筒表面に現像剤１９を吸着（保持）させて、感光体ドラム２０に搬送するための部材である。芯金は、攪拌スクリュー１３ｂ及び感光体ドラム２０とその軸が平行になるように、その両端部をケース１１に固定して取り付けられている。マグネットローラは、現像スリーブ表面（即ち、現像剤担持体１５の円筒表面）に現像剤１９を吸着させる複数の固定磁極を備えている。固定磁極はマグネットローラの全長に亘って配設されており、そのうちの１つが現像剤１９を汲み上げる汲み上げ磁極として、攪拌スクリュー１３ｂと相対しており、他の固定磁極のうちの一つが現像磁極として、感光体ドラム２０と相対している。この固定磁極は、現像剤１９に含まれる磁性キャリアを、現像スリーブ表面に吸着し、そして、磁性キャリアを該固定磁極の生じる磁力線に沿って複数重ねさせて、該現像スリーブ表面上に立設（穂立ち）させる。すると、この穂立ちした磁性キャリアに、同じく現像剤１９に含まれるトナーが吸着する。即ち、現像スリーブは、マグネットローラの磁力により、その表面に現像剤１９を吸着する。そして、現像スリーブは回転されて、現像剤１９を感光体ドラム２０に搬送する。

規制ブレード１６は、請求項の現像剤規制部材に相当し、例えば、その形状が、長さ３３０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍとなる、厚み方向の辺が短い平板状の直方体に形成されて、ケース１１の開口部１１ａ上端部に、その長手方向（長さ方向）が現像剤担持体１５の軸方向と平行になると共に、その短手方向（幅方向）が現像剤担持体１５の周方向法線と同一になるように、その長手方向両端部をケース１１に固定して配設されている。また、規制ブレード１６は、現像剤担持体１５の円筒表面と隙間（ギャップ）をあけた状態で、その長手方向中央部と現像剤担持体１５の軸方向中央部とが同一線上に位置づくように配設されている。

また、規制ブレード１６は、現像剤担持体１５の円筒表面上に保持された現像剤１９を規制ブレード１６に衝突させることにより、所望の厚さ（即ち、ギャップの大きさ）を超える余分な現像剤１９を現像剤収容槽１２内にそぎ落として、感光体ドラム２０に搬送される現像剤１９の量（層厚）を調整する。規制ブレード１６は、硬質、且つ、その長手方向中央部を押圧及び牽引することで、１〜２ｍｍ程撓ませて変形させる（即ち、移動する）ことができる程度の弾力性を有する材料、例えば、アルミニウム若しくはステンレス鋼（ＳＵＳ）等を用いて形成されている。

そして、規制ブレード１６は、その形状が直方体であるので、一般的に使用されている断面形状がＬ字形の規制ブレード（現像剤規制部材）に比べて変形させやすく、また、その断面が長方形であるので、１つの面に対して垂直に力（押圧、牽引）を加えることで、その力を加えた方向に正確に変形させることができる。そのため、規制ブレード１６の長手方向中央部の移動位置を正確に制御することができる。

アクチュエータ４０は、請求項の移動手段に相当し、規制ブレード１６の長手方向中央部を規制ブレード１６の幅方向に移動させるものであり、図２に示すように、モータ４１と、ジョイント部４２と、マイクロメータ４３と、を備えている。

モータ４１は、軸４１ａの回動角度を精密且つ高速に制御することが可能な、既存のサーボモータである。モータ４１は、そのハウジングをケース１１に固定されている。また、モータ４１は、制御部３２に接続されており、この制御部３２から受信する制御信号によって回動動作する。なお、モータ４１は、サーボモータ以外にも、例えば、ステッピングモータなど、軸の回動角が正確に制御できるモータであればどのようなものを用いても良い。

ジョイント部４２は、モータ４１の軸４１ａとマイクロメータ４３とを結合して、モータ４１の回動動力をマイクロメータ４３に伝達するための部材である。

マイクロメータ４３は、ネジ機構によって互いに組み付けられた可動部４４と固定部４５とを備え、ネジ機構に沿う可動部４４の回動動作を、ネジ進行方向の直線動作に置き換える、既存の部材である。また、可動部４４の下端部分には、先端部材４６が配設されている。

可動部４４は、円柱状の大径部４４ａと、大径部４４ａより小さい径を有する円柱状の小径部４４ｂと、が、それぞれの軸が同一線上に並んで重なるように形成されており、大径部４４ａ上部がジョイント部４２に覆われるように結合されて配設されている。小径部４４ｂの円柱表面下部寄りには、雄ネジとなるようにネジが切られている。

固定部４５は、円筒状に形成されており、可動部４４の小径部４４ｂと螺合する雌ネジとなるように、その円筒内面にネジが切られている。また、固定部４５の円筒外面はケース１１に固定されている。

先端部材４６は、可動部４４の小径部４４ｂより小さい径の円柱状に形成された部材であり、その上端部が、可動部４４の小径部４４ｂ下面部に回動自在に軸支されており、その下端部が、規制ブレード１６の幅方向に対向して位置する側面のうち上部側の長手方向中央部に結合されている。

アクチュエータ４０は、次のように動作する。モータ４１の軸４１ａの回動に合わせて、可動部４４が、固定部４５との間に設けられたネジ機構により、規制ブレード１６の幅方向に上下動して、つまり、先端部材４６が規制ブレード１６の長手方向中央部を幅方向に押圧及び牽引して変形させることで、規制ブレード１６の長手方向中央部を移動させる。そして、このアクチュエータ４０の動作により、規制ブレード１６の長手方向中央部のギャップの大きさが変化して、該長手方向中央部付近の現像剤１９の層厚が変化する。

濃度センサ３１ａ、３１ｂは、請求項の濃度測定手段に相当し、図４に示すように、中間転写ベルト２３上に形成された複数の濃度調整用の顕像パターン５０ａ、５１ａ、５２ａ、５３ａ、５０ｂ、５１ｂ、５２ｂ、５３ｂの濃度を測定する、既存の反射型フォトセンサである。濃度センサ３１ａは、規制ブレード１６の長手方向中央部に対応する位置に、濃度センサ３１ｂは、規制ブレード１６の長手方向の一方の端部に対応する位置に、それぞれ駆動ローラ２１に対向して配置されている。濃度センサ３１ａ、３１ｂによって、規制ブレード１６の長手方向中央部と、その両端部のいずれか一方と、に対応する位置にある顕像パターンの濃度を測定することができるので、該長手方向中央部と、該長手方向中央部との濃度差が最も大きくなる２つの端部と、の濃度を測定することができ、そのため、濃度差を容易に検出することができる。

濃度調整用の顕像パターン５０ａ〜５３ａは、それぞれ順に黒（Ｋ）、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各色に対応しており、現像剤担持体１５に対向して配置された感光体ドラム２０上に形成された基準電位潜像パターンを現像することによって、中間転写ベルト２３の回転方向に沿って順に現像ブレード１６の長手方向中央部に対応する位置に形成される。濃度調整用の顕像パターン５０ｂ〜５３ｂについても、同様に、現像ブレード１６の長手方向の一方の端部に対応する位置に形成される。濃度センサ３１ａ、３１ｂによる濃度測定は、上記顕像パターン上のトナー付着量（以下、Ｍ／Ａ）を測定して行う。このＭ／Ａは、現像剤担持体１５と規制ブレード１６との間に設けられたギャップと関係を有する。

図６に、現像剤担持体１５と規制ブレード１６とのギャップの大きさ（以下、ＤＧ）とＭ／Ａとの関係を示す。現像剤担持体１５の円筒表面に保持された現像剤１９の層厚は、それが厚ければ現像剤１９中のトナー量も増えるためＭ／Ａが高くなり、それが薄ければ現像剤１９中のトナー量が減るためＭ／Ａは低くなるという関係がある。また、ＤＧが大きいとき現像剤１９の層厚も厚くなり、ＤＧが小さいとき現像剤１９の層厚は薄くなるという関係がある。つまり、ＤＧが大きくなるとＭ／Ａも高くなり、ＤＧが小さくなるとＭ／Ａは低くなるという図６のグラフの関係が成立することが判る。この関係から、規制ブレード１６の長手方向中央部を移動させてＤＧを変化させることで該長手方向中央部付近のＭ／Ａを制御することができる。

制御部３２は、周知の中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、記憶部と、外部インタフェース部と、を備えたコンピュータである。ＣＰＵは、現像装置１０に係る各種動作を制御し、また、請求項の制御手段として動作する。記憶部、はＲＯＭ及びＲＡＭ等で構成され、現像装置１０を動作させるためのプログラムおよび該プログラム実行時のデータなどを記憶し、また、濃度センサ３１ａ、３１ｂが測定した各Ｍ／Ａにおける許容濃度差Ｍ（Ｍ＞０）および濃度調整用の顕像パターンデータを格納している。外部インタフェース部は、汎用Ｉ／Ｏポートを備えており、モータ４１に接続されて、モータ４１を回動させる制御信号を送信する。なお、このコンピュータは、後述する画像形成装置１に係る各種動作を制御するものでもある。

現像装置１０は、アクチュエータ４０と、濃度センサ３１ａ、３１ｂと、制御部３２と、を備えているので、濃度センサ３１ａ、３１ｂによって測定した、規制ブレード１６の長手方向中央部に対応する位置の顕像パターン５０ａ〜５３ａのＭ／Ａと、該長手方向の一方の端部に対応する位置の顕像パターン５０ｂ〜５３ｂのＭ／Ａと、に基づいて、制御部３２によって、アクチュエータ４０を動作させ、規制ブレード１６の長手方向中央部を移動させることができる。そのため、該長手方向中央部付近に対応する現像剤１９の層厚を変化させることができるので、該長手方向中央部のＭ／Ａ（即ち、中央部濃度）と、該長手方向の一方の端部のＭ／Ａ（即ち、端部濃度）と、の濃度差を許容濃度差Ｍ以内にすることができる。

次に、画像形成装置の構成について説明する。

図５において、１は画像形成装置である。画像形成装置１は、黒（Ｋ）、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各色に対応した上述の現像装置１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍと、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ，２０Ｃ、２０Ｍと、駆動ローラ２１と、従動ローラ２２と、中間転写ベルト２３と、転写ローラ２４Ｋ、２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍと、を備えている。

感光体ドラム２０（２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ）は、その表面に静電潜像を担持する像担持体であり、上記各色に対応した現像装置１０が備える現像剤担持体１５と軸方向が平行になるように対向して、それぞれ画像形成装置１本体に回動可能に組み付けられている。感光体ドラム２０は、帯電器によって、表面の感光体層が所定の電位に均一に帯電され、露光ユニットからのレーザ光の照射によって画像データに応じた静電潜像が形成されるようになっている。

駆動ローラ２１は、中間転写ベルト２３の上面部進行方向下流側に配置されており、駆動源としての図示しないモータなどによって回転駆動される。

従動ローラ２２は、中間転写ベルト２３の上面部進行方向上流側に配置されており、画像形成装置１本体に回転自在に支持されている。

中間転写ベルト２３は、請求項の転写部材に相当し、無端環状に形成されており、駆動ローラ２１と従動ローラ２２との双方に掛け渡されている。また、中間転写ベルト２３は、駆動ローラ２１が回転駆動されることで、駆動ローラ２１と従動ローラ２２との周りを図５中反時計回りに循環（無端走行）する。

転写ローラ２４（２４Ｋ、２４Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍ）は、上記各色に対応した感光体ドラム２０との間に中間転写ベルト２３を挟むように配設されており、中間転写ベルト２３を感光体ドラム２０の表面に押し付けて、電流作用により感光体ドラム２０上に現像された画像を中間転写ベルト２３に転写する。

次に、上述した構成の画像形成装置１（即ち、ＣＰＵ）における、画像形成装置のメンテナンス（プロセスコントロール）時などに行う、本発明に係る濃度調整動作の一例について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

上述した画像形成装置１のＣＰＵは、濃度調整動作時において、記憶部に格納された濃度調整用の顕像パターンデータを読み出し、該データに基づいて感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ，２０Ｃ、２０Ｍそれぞれに基準電位潜像パターンを形成し、それらを現像して、中間転写ベルト２３上面部の規制ブレード１６の長手方向中央部および一方の端部に対応する位置に、上記各色に対応した濃度調整用の顕像パターン５０ａ〜５３ａ、５０ｂ〜５３ｂを順に形成する（ステップＳ２１０）。形成する各顕像パターンは、濃度センサ３１ａ、３１ｂによってＭ／Ａ測定が可能な程度の大きさである。

そして、濃度センサ３１ａによって顕像パターン５０ａのＭ／Ａ（以下、中央部Ｍ／Ａ、請求項の中央部濃度に相当）を測定し、濃度センサ３１ｂによって顕像パターン５０ｂのＭ／Ａ（以下、端部Ｍ／Ａ、請求項の端部濃度に相当）を測定する（ステップＳ２２０）。また、順次、顕像パターン５１ａ〜５３ａ、顕像パターン５１ｂ〜５３ｂについても測定を行う。また、以下の顕像パターン５０ａ、５０ｂに対する処理は、順次、顕像パターン５１ａ〜５３ａ、顕像パターン５１ｂ〜５３ｂについても同様に行うものである。

そして、顕像パターン５０ａから測定した中央部Ｍ／ＡをＡ１とし、顕像パターン５０ｂから測定した端部Ｍ／ＡをＡ２として、中央部Ｍ／Ａと端部Ｍ／Ａとの差、即ち、濃度差Ｘ＝Ａ１−Ａ２を算出する（ステップＳ２３０）。

濃度差Ｘを算出した後、記憶部から許容濃度差Ｍを読み出し、算出した濃度差の絶対値｜Ｘ｜と比較する（ステップＳ２４０）。｜Ｘ｜が許容濃度差Ｍ以下であれば（Ｓ２４０でＹ）、顕像パターン５０ａ、５０ｂ間に濃度ムラがないものと判定して濃度調整動作を終了する。｜Ｘ｜が許容濃度差Ｍを超えていれば（Ｓ２４０でＮ）、顕像パターン５０ａ、５０ｂ間に濃度ムラがあるものと判定して、差分Ｘの符号を判定する。（ステップＳ２５０）。

濃度差Ｘが正の値（即ち、Ｘ＞０）であれば（Ｓ２５０でＹ）、中央部Ｍ／Ａが多い、即ち、規制ブレード１６の長手方向中央部付近の濃度が濃いものと判断して、ＤＧが所定の大きさ（例えば、０．０５ｍｍ）だけ小さくなるように、アクチュエータ４０を制御して、規制ブレード１６の長手方向中央部を押圧して移動させ（ステップＳ２６０）、再度、顕像パターン５０ａ、５０ｂを形成する（ステップＳ２１０）。濃度差Ｘが負の値（即ち、Ｘ＜０）であれば（Ｓ２５０でＮ）、中央部Ｍ／Ａが少ない、即ち、規制ブレード１６の長手方向中央部付近の濃度が薄いものと判断して、ＤＧが所定の大きさ（例えば、０．０５ｍｍ）だけ大きくなるように、アクチュエータ４０を制御して、規制ブレード１６の長手方向中央部を牽引して移動させ（ステップＳ２７０）、再度、顕像パターン５０ａ、５０ｂを形成する（ステップＳ２１０）。以降、濃度差Ｘが許容濃度差Ｍ以下になるまで上記動作を繰り返す。なお、上述したステップＳ２２０〜Ｓ２７０が、請求項の制御手段に相当する。

上記より、現像装置１０、及び、画像形成装置１は、濃度センサ３１ａ、３１ｂによって測定した規制ブレード１６の長手方向中央部と該長手方向中央部以外とに対応する位置の顕像パターン５０ａ〜５３ａ、５０ｂ〜５３ｂの濃度に基づいて、該長手方向中央部付近に対応する現像剤１９の層厚を変化させるので、該長手方向中央部のＭ／Ａ（即ち、中央部濃度）と、該長手方向中央部以外のＭ／Ａ（即ち、端部濃度）と、の濃度差を許容濃度差Ｍ以内にすることができる。そのため、現像剤担持体１５及び規制ブレード１６等において生じる、形状誤差や温度等の環境変動による撓みや現像剤１９の応力による撓みなどによって引き起こされる規制ブレード１６の長手方向の濃度ムラを解消して、濃度ムラのない均一な画像を形成することができ、経時で安定した良好な画像を得ることができる。

また、濃度センサ３１ａ、３１ｂによって最も濃度差の大きい２つの場所のＭ／Ａを測定するので、濃度差を容易に検出することができ、そのため、濃度ムラを確実に解消して、濃度ムラのない均一な画像を形成することができる。

また、規制ブレード１６の形状が直方体であるので、一般的に使用されている断面形状がＬ字形の規制ブレード（現像剤規制部材）に比べて変形させやすく、また、その断面が長方形であるので、１つの面に対して垂直に力（押圧、牽引）を加えることで、その力を加えた方向に正確に変形させることができる。そのため、規制ブレード１６の長手方向中央部の移動位置を正確に制御することができ、より濃度ムラのない均一な画像を形成することができる。

なお、本実施形態において、濃度調整時の規制ブレード１６の移動量は所定値（０．０５ｍｍ）に固定されているが、これに限定するものではなく、例えば、図６に示すＭ／ＡとＤＧとの関係を示すグラフを記憶部に記憶し、該グラフと差分Ｘとに基づいて、規制ブレード１６の移動量を決定しても良い。このようにすることで、濃度調整サイクルを繰り返すことなく、１回の規制ブレード１６の移動により調整が可能となるので、濃度調整作業に必要な時間を短縮することができる。

また、図４に示すように、濃度センサ３１ａ、３１ｂの２つを備えるものであったが、例えば、図８に示すように、濃度センサ３１ａ、３１ｂに加えて、規制ブレード１６の長手方向の他方の端部に濃度センサ３１ｃを配設し、これに対応して、顕像パターン５０ｃ〜５３ｃを形成して濃度調整動作を行っても良い。そして、顕像パターン５０ｃ（５１ｃ〜５３ｃも同様）から測定した端部Ｍ／ＡをＡ３として、濃度差Ｘ＝Ａ１−（Ａ２＋Ａ３）／２として算出する。このようにすることで、最も濃度差の大きい３つの場所の濃度を測定するので、より容易且つ正確に濃度ムラを検出することができ、さらに濃度ムラの少ない画像を形成することができる。

また、規制ブレード１６の形状、上述した直方体形状に限定するものではなく、例えば、平板状の直方体をその長手方向に折り曲げて断面Ｌ字状にしたものなど、アクチュエータ４０によって、その長手方向中央部が移動できるものであれば形状は任意である。また規制ブレード１６の現像剤担持体１５に対する角度についても、幅方向が現像剤担持体１５の周方向法線と同一となる角度に限定するものではなく、規制ブレード１６が現像剤１９の層厚を規制することができ、また、アクチュエータ４０によって、規制ブレード１６の長手方向中央部付近の現像剤１９の層厚が調整できるものであれば、その角度は任意である。

次に、本発明者は、濃度センサの個数と、規制ブレードの形状と、がそれぞれ異なる構成の本発明に係る画像形成装置１を用意して、各構成において濃度調整後の画像の濃度ムラを測定し、また、従来の画像形成装置１０１においても、濃度ムラを測定して、それらを比較する試験を行った。

濃度ムラの測定及び評価は次のように行った。画像形成装置１及び画像形成装置１０１において、感光体ドラム上に基準電位潜像パターンを形成し、それらを現像して、各濃度センサに対応する中間転写ベルト上の位置に顕像パターンを形成する。そして、試験構成ごとに、それら顕像パターンのトナー付着量（Ｍ／Ａ）について測定を行い、その最大値と最小値との差を濃度ムラとして、以下の基準値に基づいて評価を行った。
○：濃度差が０．２ｍｇ／ｃｍ²以下
×：濃度差が０．２ｍｇ／ｃｍ²超

（実施例１）
上述した画像形成装置１において、規制ブレード１６が、アルミニウムを材料として、長さ３３０ｍｍ、厚み１．５ｍｍで、幅方向断面の形状がＬ字形であり、該Ｌ字形の長線分が１５ｍｍ、短線分が６ｍｍ、に形成されたものを用い、また、規制ブレード１６の長手方向中央部及び一方の端部に対応する位置に、濃度センサ３１ａ、３１ｂの２つを備えた構成である。

（実施例２）
上述した画像形成装置１において、実施例１と同一の規制ブレード１６を用い、また、規制ブレード１６の長手方向中央部及び両端部に対応する位置に、濃度センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃの３つを備えた構成である。

（実施例３）
上述した画像形成装置１において、規制ブレード１６が、アルミニウムを材料として、長さ３３０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚み１．５ｍｍで、幅方向断面の形状が長方形に形成されたものを用い、また、規制ブレード１６の長手方向中央部及び両端部に対応する位置に、濃度センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃの３つを備えた構成である。

（比較例１）
上述した従来の画像形成装置１０１において、実施例１と同一の規制ブレード１１６を備えた構成である。

これら実施例１〜３、比較例１のそれぞれにてＭ／Ａ測定を行い、Ｍ／Ａ最大値とＭ／Ａ最小値との差を算出して評価を行った。その評価結果を表１に示す。

実施例１については、規制ブレード１６の長手方向中央部と一方の端部とのそれぞれに対応する位置の濃度に基づいて濃度調整を行っているので、上記基準値を達成することができ、濃度ムラの小さい画像を得ることができた。

実施例２については、規制ブレード１６の長手方向中央部と両端部とのそれぞれに対応する位置の濃度に基づいて濃度調整を行っているので、実施例１より小さい濃度差で上記基準値を達成することができ、実施例１より濃度ムラの小さい画像を得ることができた。

実施例３については、規制ブレード１６の長手方向中央部と両端部とのそれぞれに対応する位置の濃度に基づいて濃度調整を行っていることに加え、規制ブレード１６の形状が直方体であるので、規制ブレード１６に対する精度の高い制御が可能であり、そのため、実施例２よりさらに小さい濃度差で上記基準値を達成することができ、実施例２よりさらに濃度ムラの小さい画像を得ることができた。

比較例１については、現像剤１１９による応力などにより生じた規制ブレード１１６の撓みを調整することができないので、濃度ムラが発生してしまい、上記基準値を満たすことができなかった。

以上より、本発明によれば、規制ブレードの長手方向の濃度差を小さくして、濃度ムラを解消した画像を得られることが明らかになった。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態である現像装置の断面図である。 図１に示す現像装置のアクチュエータを拡大した図である。 図１に示す現像装置の現像剤担持体及び規制ブレードの位置関係を示す図である。 図１に示す現像装置の濃度センサと顕像パターンの位置関係を示す図である。 本発明の一実施形態である画像形成装置の断面図である。 図１に示す現像装置の現像剤担持体及び規制ブレードのギャップ（ＤＧ）と、顕像パターンのトナー付着量（Ｍ／Ａ）と、の概略関係を示すグラフである。 図５に示す画像形成装置における濃度調整動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す現像装置において、濃度センサを３つ設けた場合の、濃度センサと顕像パターンとの位置関係を示す図である。 従来の現像装置を示す断面図である。 従来の画像形成装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 現像装置
１５ 現像剤担持体
１６ 規制ブレード（現像剤規制部材）
２０ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
２３ 中間転写ベルト（転写部材）
３１ 濃度センサ（濃度測定手段）
３２ 制御部（制御手段）
４０ アクチュエータ（移動手段）
５０〜５３ 顕像パターン

Claims (5)

1. 円筒状の現像剤担持体と、前記現像剤担持体に保持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置において、
   （イ）前記現像剤規制部材の長手方向中央部を移動させて、該長手方向中央部付近に対応する前記現像剤の層厚を変化させるようにした移動手段と、
   （ロ）前記現像剤規制部材の長手方向に沿って複数配設されると共に、そのうちの１つが前記長手方向中央部に対応する位置に配設されて、転写部材上に形成された顕像パターンの濃度を測定する濃度測定手段と、
   （ハ）前記複数の濃度測定手段がそれぞれ測定した前記顕像パターンの濃度に基づいて、前記現像剤規制部材の長手方向中央部に対応する前記顕像パターンの濃度である中央部濃度と、前記現像剤規制部材の長手方向中央部以外に対応する前記顕像パターンの濃度である端部濃度と、を比較して、前記中央部濃度が前記端部濃度より所定の許容濃度差を超えて低ければ、前記現像剤規制部材の長手方向中央部付近に対応する前記現像剤の層厚を厚くするように、前記移動手段によって該長手方向中央部を移動させ、そして、前記中央部濃度が前記端部濃度より前記許容濃度差を超えて高ければ、前記現像剤規制部材の長手方向中央部付近に対応する前記現像剤の層厚を薄くするように、前記移動手段によって該長手方向中央部を移動させるようにした制御手段と、
   を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記複数の濃度測定手段が、前記現像剤規制部材の長手方向中央部に対応する位置と、前記現像剤規制部材の長手方向の両端部のいずれか一方に対応する位置と、に配設された２つの手段からなることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記複数の濃度測定手段が、前記現像剤規制部材の長手方向中央部に対応する位置と、前記現像剤規制部材の長手方向の両端部の両方に対応する位置と、に配設された３つの手段からなることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記現像剤規制部材が、直方体状に形成された部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記請求項１〜４に記載された現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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