JP4948078B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置は、帯電装置により一様に帯電された像担持体上に露光装置により画像データに基づき書込み光を照射して、像担持体上に静電潜像を形成する。そして、現像装置により像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する。そのトナー画像を表面移動部材たる搬送ベルト上の記録材に転写する（直接転写方式）か、又はそのトナー像を表面移動部材たる中間転写体へ転写した後にトナー像を記録材に転写するか（中間転写方式）して、記録材に画像を形成する。

この画像形成装置の駆動・搬送機構に起因する異常画像のひとつとして、副走査線方向にトナー濃度の薄い部分と濃い部分とが周期的に繰り返される所謂バンディングがある。このバンディングの主な発生要因としては、書込み光を主走査線方向に走査する露光装置のポリゴンモータの回転による周期的な振動や、像担持体・現像装置等を駆動するギアの歯当りなど駆動・搬送機構から生じる周期的な振動が挙げられる。これら画像形成装置内の駆動・搬送機構から生じた周期的な振動が様々な経路を伝わって、最終的には書込み光の振れ、および像担持体や中間転写体・記録材の速度変動になる。

書込み光の振れや像担持体の速度変動が生じると、この書込み光の振れや像担持体の速度変動に応じて書込み工程で書込んだ走査線の間隔が変動する。すなわち副走査方向の画素ピッチが変動する。この副走査方向の画素ピッチの変動によりバンディングが発生する。また、直接転写方式の場合は、像担持体および記録材の速度変動に応じて、記録材に転写される画素ピッチが変動することでバンディングが発生する。中間転写方式の場合は、像担持体および中間転写体の速度変動に応じて、中間転写体に転写される画素ピッチが変動して、第１転写工程でバンディングが発生する。また、中間転写体および記録材の速度変動に応じて記録材に転写された画素ピッチが変動し、第２転写工程でもバンディングが発生する。

このバンディングに対する対策としては、駆動・搬送機構の振動源を低振動化することが最も効果的である。実際、画像形成装置の開発においては、振動源をひとつひとつ探し出してその振動を抑えるという地道な検討が延々と続けられている。そして、このような開発の費用と時間を少しでも軽減することが望まれており、何らかの制御によって、バンディングの発生を軽減してしまおうとする試みもなされている。

特許文献１には、次のような画像形成装置が記載されている。すなわち、像担持体が円周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転するに要する時間間隔で露光して像担持体表面にパターンを形成し、そのパターンの読み取りデータをくし形フィルタで処理して像担持体の周期的な回転変動データを作成する。そして、その回転変動データの逆位相成分で像担持体の回転速度を制御するようにした画像形成装置である。これにより、像担持体の速度変動を抑制することができ、露光位置および転写位置で生じるバンディングを抑制することができる。

また、特許文献２には、次のような画像形成装置が記載されている。すなわち、像担持体の運動を検知する運動センサを備えている。また、露光装置のポリゴンミラーにより偏向された書込み光を反射して、像担持体へ照射する反射ミラーを備えている。また、この反射ミラーは、回転可能に支持されており、この反射ミラーを回転させて、反射ミラーの角度を変更するための圧電素子を備えている。運動センサが出力するパルス信号に基づいて、書込み光の位置ずれを検知する。この書込み光の位置ずれを補正するように圧電素子に印加する電圧を制御する。すると、反射ミラーが回転して、書込み光の書込み位置が副走査線方向に移動して、書込み位置が補正される。これにより、書込み工程で副走査方向の画素ピッチの変動を抑制することができ、バンディングを抑制することができる。

また、特許文献３には、次のような画像形成装置が記載されている。すなわち、この画像形成装置は、像担持体の速度変動を検知する速度検知手段と像担持体に照射される前の書込み光を検知して、書込み光の照射位置を検知する書込み光検知手段とを備えている。また、書込み光を照射する光源から、像担持体までの書込み光の光路上に設けられ、複数対のプリズムからなる電気光学素子を設けている。まず、書込み光検知手段で検知した照射位置が平均照射位置からどのくらいずれているか算出する。これと同時に速度検知手段で像担持体の速度を検知して、平均速度からどのくらいずれているかを算出する。像担持体に書込み光が照射される前に、照射位置のずれ量と像担持体の速度のずれ量とに基づいて、電気光学素子に印加する電圧を変動させる。この電気光学素子に印加する電圧を変動させることで、各プリズムの屈曲率が変動し、プリズムを通過した書込み光が副走査線方向に変動する。これにより、副走査線方向の書込み位置が補正される画像形成装置である。これにより、書込み工程で副走査方向の画素ピッチの変動を抑制することができ、バンディングを抑制することができる。

特開２００３−６６６６０号公報 特開平１１−２７７８００号公報 特開平４−１８１２７５号公報

特許文献１においては、像担持体１周期に相当するような長周期の速度変動によって生じるバンディングが対象であれば、バンディングの抑制が可能である。しかし、次のようなバンディングに対しては、回転変動データの逆位相成分で像担持体の回転速度を制御することは、モータの応答遅れ等の問題があり、困難である。すなわち、担持体・現像装置等を駆動するギアの歯当りやポリゴンモータの回転による振動などの短周期の振動源における速度変動によって生じる周期１ｍｍ以下の短周期バンディングである。

また、特許文献２においては、書込み位置の補正制御を行うので１ｍｍ以下の周期で発生するような短周期のバンディングでも抑制することができる。しかし、特許文献２においては、像担持体の速度変動をリアルタイムにフィードバックして書込み補正を行う。このため、書込み位置の補正を行うための高応答のビーム偏向装置に加えて、高分解能の速度変動検知手段（例えば高分解能ロータリーエンコーダ）と高速・大容量のデータ処理装置とが必要である。よって、装置が複雑かつ高価になるという問題があった。
特許文献３においても、像担持体の速度変動と照射位置変動とをリアルタイムにフィードバックして書込み補正を行うので、特許文献２と同様に装置が複雑かつ高価になるという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で短周期のバンディングを抑制することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する像担持体の表面上に潜像を書込んだ後、該潜像にトナーを付着させて得たトナー像を表面移動部材の表面上に担持された記録材に転写するか、又は該トナー像を表面移動部材の表面へ転写した後に該表面移動部材上のトナー像を記録材に転写することにより、記録材に画像を形成する画像形成装置において、転写後のトナー像からバンディング強度を検知するバンディング強度検知手段と、前記像担持体上に前記潜像を書込む書込み位置から、前記記録材または前記表面移動部材に前記像担持体上のトナー像を転写する転写位置までの前記像担持体表面の書込み−転写移動時間を微小変化させ、それぞれの書込み−転写移動時間でトナー像を形成し、各書込み−転写移動時間で形成したトナー像のバンディング強度を前記バンディング強度検知手段で検知し、複数の検知結果から最小のバンディング強度を見つけ出し、この最小のバンディング強度のときの前記書込み−転写移動時間に変更する移動時間変更手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記移動時間変更手段は、前記像担持体の回転速度を微小変更することで、書込み−転写移動時間を変更することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記移動時間変更手段は、前記書込み位置を微小変更することで、書込み−転写移動時間を変更することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、前記バンディング強度検知手段は、画像濃度手段で前記表面移動部材上のトナー像の画像濃度変動を検知し、その検知結果からバンディング強度を検知することを特徴とするものである。

本出願人は、鋭意検討の結果、次の知見を得た。
像担持体の速度変動によって生じるバンディングには、像担持体の表面上に潜像を書込む書込み工程で生じるバンディングと、記録材または表面移動部材に像担持体上のトナー像を転写する転写工程で生じるバンディングとがある。この像担持体の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと、転写工程でのバンディングとは、位相が異なるだけで、同周期のバンディングである。すなわち、像担持体の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと、転写工程でのバンディングとの位相が半周期異なれば、転写工程後のトナー像のバンディングには、少なくとも像担持体の速度変動によって生じるバンディングを抑制できる。よって、転写工程後のトナー像のバンディング強度（トナー濃度の濃淡の差）を抑えることができ、バンディングを抑制することができる。
書込み位置を通過した像担持体の表面は、ｔ秒後に転写位置を通過する。すなわち、書込み位置を通過するときの速度変動に対して、ｔ秒後の像担持体の速度変動の周期が合っていれば、転写工程における像担持体の速度変動が書込み位置を通過するときの速度変動に対して周期が合う。よって、書込み位置から転写位置までの像担持体の移動時間を、転写位置における像担持体の速度変動が書込み位置を通過するときの速度変動に対して周期の合う時間に設定すれば、像担持体の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと転写工程でのバンディングとの干渉により、像担持体の速度変動によって生じるバンディングを抑制することができる。その結果、転写工程後のトナー像のバンディング強度を小さくすることができる。

そこで、本発明は、まず、像担持体から表面移動部材に転写されたトナー像からバンディング強度を検知する。像担持体の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと、転写工程でのバンディングとの位相のずれに応じて像担持体から表面移動部材に転写されたトナー像のバンディング強度が変化する。よって、表面移動部材に転写されたトナー像のバンディング強度から、像担持体の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと、転写工程でのバンディングとの位相のずれ量を把握することができる。次に、この像担持体から表面移動部材に転写されたトナー像のバンディング強度の検知結果から、次のように書込み−転写移動時間を変更する。すなわち、像担持体の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと転写工程でのバンディングとの位相が半周期ずれて、バンディング強度が最小となる書込み−転写移動時間である。

このように、本発明によれば、バンディング強度が最小となる書込み−転写移動時間に変更するだけで、像担持体の速度変動によって生じるバンディングを抑制できバンディングを抑制することができる。よって、像担持体の速度変動をリアルタイムにフィードバックして書込み位置を変動させたり、像担持体の速度変動をなくすために像担持体の速度を制御したりしてバンディングを抑制するものに比べて、簡単な構成で短周期のバンディングを抑制することができる。

以下、本発明を画像形成装置である電子写真式の複写機（以下、複写機という）に適用した場合の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る複写機の概略構成図である。この複写機は白黒画像形成用の複写機である。この複写機は、像担持体としての円筒状の導電性ベースの外周面に感光層を有するドラム状の感光体１をもちいている。像担持体としては、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の感光体を用いることもできる。この感光体１を中心として画像形成部が配置され、その下方に給紙トレイ１７、給紙手段１８等が配置されている。感光体１の周りには、帯電装置２、現像装置５、転写装置６、クリーニング装置７、等が順に配設されている。また、帯電装置２と現像装置５との間で感光体１に書込み光を照射するよう、露光装置４が感光体１の上方に配置されている。また、記録材の搬送方向に対して感光体１より下流側には、トナー像を転写された記録材が感光体１から分離した後、トナーを記録材に定着する定着装置１０を備えている。なお、ここでいう記録材には、紙やプラスチック（ＯＨＰシート）などが挙げられる。

帯電装置２は、感光体１に対して微小ギャップをもって対向配置させた帯電ローラ２０に電圧を印加して放電させて、感光体１表面を一様に帯電させる。

露光装置４は、レーザ書込みユニットを備えている。このレーザ書込みユニットからは画像データに基づき変調されたレーザ光がポリゴンミラーによって偏向されて、帯電装置２にて一様に帯電した感光体１表面に照射される。レーザ光が照射された部分の電位の絶対値は低下して画像部電位となり、レーザ光が照射されずに電位の絶対値が高く保たれた部分が地肌部電位となる。また、レーザ書込みユニットの代えて、ＬＥＤアレイを有する露光装置や、原稿面を照明し、その原稿画像を感光体１上に結像する露光装置などを用いることもできる。

現像装置５は、乾式の現像剤を収容した現像ケースと、現像剤担持体とを備えている。現像剤としては、例えばトナーと磁性キャリアを有する二成分現像剤や、キャリアを含まない一成分現像剤等を用いることができる。また湿式の現像剤に代えて、液状の現像剤を用いる現像装置を採用することもできる。現像剤担持体は図中矢印方向に回転駆動されることで、現像ケース内の現像剤を表面に担持して、感光体１と対向する現像領域まで搬送し、感光体１上にトナーを供給する。

転写装置６は、表面移動部材たる転写体搬送ベルト６１と感光体１上のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され転写ローラ６２とを備えている。また、感光体１のトナー像を直に記録材に転写する代りに、感光体１上のトナー像を、表面移動部材たる中間転写体上に転写し、中間転写体上のトナー像を記録材に転写するように構成することもできる。

クリーニング装置６は、クリーニングケースと、基端部がクリーニングケースに支持されたクリーニングブレードと、クリーニングケースに回転自在に支持されたファーブラシとを備えている。このクリーニングブレードとクリーニングブラシとが感光体１の表面に当接して、感光体１上から残留トナーを除去する。

このように構成された複写機では、矢印方向に回転する感光体１の表面は帯電装置２により一様に帯電された後、画像情報に基づき露光装置４のレーザ光等を照射され、感光体１上に潜像形成を形成する。感光体１上に形成された静電潜像に現像装置５により帯電したトナーを付着させることでトナー像を形成する。一方、記録材は給紙搬送手段１８により給紙トレイ１７より給紙され、次いで感光体１と転写装置６とが対向する転写部に搬送される。そして転写装置６により、転写体に感光体１上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体１上に形成されたトナー像を記録材へ転写する。次いで、記録材は、感光体１から分離され、定着装置１０に送られ、トナーを記録材に定着することで画像が得られる。定着装置１０を通った転写体は排紙部より機外に排出される。一方、記録材に転写されずに感光体１表面に残された転写残トナーは、クリーニング装置７によって除去される。なお、図１では、転写後の感光体１上に付着する転写残トナーを除去するクリーニング装置７を備えたものを示したが、クリーニング装置を省略し、転写残トナーを、例えば現像装置により回収除去するように構成することも可能である。

次に、本実施形態の特徴点について説明する。
記録材に得られた画像に副走査線方向にトナー濃度の薄い部分と濃い部分とが周期的に繰り返される所謂バンディングという異常画像が生じる場合がある。この周期的なバンディングは周期的な振動によって生じる。周期的な振動源としては、露光装置４のポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータの回転による振動や、感光体１・現像装置５等を駆動するギアの歯当りなどが知られている。画像形成装置内で生じたこれら周期的振動は、様々な経路を伝わって、最終的には書込み光の振れ、および感光体１や転写体搬送ベルト６１の速度変動になる。

書込み光の振れ、および感光体１や転写体搬送ベルト６１の速度変動は、主に、感光体１への書込み工程、感光体から記録材への転写工程でバンディングを発生させる。
感光体への書込み工程においては、書込み光の振れや感光体１の速度変動によって、書込んだ走査線の間隔が変動する、すなわち副走査方向の画素ピッチが変動することでバンディングとなる。書込み工程で発生するバンディングは、書込み光の変動成分と、書込み位置における感光体１の速度変動成分とが重畳されたものとなる。

感光体から記録材への転写工程においては、バンディングはスリップ転写でのみ発生し、タック転写では発生しない。タック転写は、転写圧が高いので感光体１の速度変動に対して、転写体搬送ベルト６１が追随する。このため、感光体１と転写体搬送ベルト６１との間に速度差が生じないので、転写工程でのバンディングは生じない。
一方、スリップ転写では、転写圧が高くないので、感光体１と転写体搬送ベルト６１との間に速度差が生じる。その結果、感光体１の速度変動や転写搬送ベルト（記録材）の速度変動によって、副走査方向の画素ピッチが変動することにより、バンディングが発生する。すなわち、転写工程においては、転写搬送ベルト６１の速度変動成分と転写位置における感光体の速度変動成分とが重畳されたものが周期的なバンディングとして発生する。

そして、記録材に転写されたトナー像には、書込み工程で発生した周期的なバンディングと転写工程で発生した周期的なバンディングが重畳されたものが現れる。すなわち、記録材に転写されたトナー像の周期的なバンディングは、１．書込み光の振れ、２．書込み位置における感光体１の速度変動成分、３．転写位置における感光体の速度変動成分、４．転写搬送ベルト６１の速度変動成分、の４つの変動成分が重畳されたものである。

バンディングを生じさせる上記４つの変動成分の周期は、特に共振する部材などが無ければ、どの工程でも元の振動源の振動周期に線速を乗じた値となる。（高調波を含むこともある）。もちろん振幅や位相は、各変動成分でバラバラである。しかし、周期が同じであるので、位相差によっては各工程のバンディング同士で互いに強めあったり、弱めあったりする。したがって、同じ振動源により各工程で発生したバンディングは、バンディングの位相を調整することで、互いの干渉で減少させることが可能である。

特に、ドラム形状で剛体とみなせる感光体１の速度変動によるバンディングであれば、書込み工程と転写工程で確実に同じ周期であるので、干渉でバンディングを抑制することも可能である。

そこで、本実施形態では、以上の考え方に基づき、感光体１の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと転写工程でのバンディングを干渉で抑制させ、転写後の画像に感光体の速度変動によるバンディングを生じさせないようにするものである。

感光体１の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと転写工程でのバンディングを干渉で抑制させるためには、感光体１の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと、転写工程でのバンディングとの位相を合わせればよい。
書込み位置を通過した感光体１の表面は、ｔ秒後に転写位置を通過する。よって、書込み位置から転写位置までの感光体１の移動時間を、転写位置の感光体１の速度変動が書込み位置の速度変動に対して位相が合うような時間に設定すれば、感光体１の速度変動によって生じる書込み工程でのバンディングと転写工程でのバンディングとの干渉により、感光体の速度変動によって生じるバンディングを抑制することができる。

転写位置の感光体１の速度変動が書込み位置の速度変動に対して位相が合う時間に設定する方法としては、次のようなことが考えられる。すなわち、書込み位置から転写位置までの感光体１の移動時間が、転写位置の感光体１の速度変動が書込み位置を通過するときの速度変動に対して位相が合う時間となるように、設計段階で、書込み位置や転写位置を決めるのである。しかし、問題とするバンディングの周期はギアの一歯ピッチに相当するような１ｍｍ以下の細かい周期なので、使用時の温度変化や、製造時の組み付け誤差などにより、書込み位置や転写位置が最適な位置から微小にずれてしまうと、転写位置の感光体１の速度変動が書込み位置の速度変動に対して位相が合わなくなり、感光体速度変動によって生じる短周期のバンディングを抑制することができない。

このため、本実施形態においては、書込み−転写時間設定モードを備え、定期的に実行して、転写位置の感光体１の速度変動と書込み位置の速度変動との位相が合う書込み−転写時間に調整するようにしている。
この書込み−転写時間設定モードは、まず、転写後のトナー像から、バンディング強度を検知する。なお、バンディング強度とは、転写後のトナー像における最大画像濃度から最小画像濃度を除算した値である。転写工程後のトナー像には、書込み位置における感光体１の速度変動成分、転写位置における感光体１の速度変動成分が重畳されるので、転写位置の感光体１の速度変動が書込み位置の速度変動に対する位相差に応じて、バンディング強度が変動する。そこで、まず、書込み位置から転写位置までの感光体表面の移動時間（以下、書込み−転写時間）を微小変化させて、各書込み−転写時間でトナー像を形成し、転写後のトナー像のバンディング強度をそれぞれ検知する。次に、検知したバンディング強度から、最小のバンディング強度を見つけ出し、この最小のバンディング強度となったときの各書込み−転写時間に微小変更する。

書込み−転写時間を微小変更する手段としては、１．感光体１の平均速度を微調整する手段と、２．書込み光の感光体１への照射位置を副走査線方向に微調整する手段とがある。なお、詳細については、後述する。

以下に、具体的に説明する。
図２は、画像形成装置を制御する制御部の機能ブロック図である。この制御部２００は、実際には本複写機全体の制御を統括して行なうものであるが、図示では書込み−転写時間設定モードを実行するときに必要な機能のみ表示している。
図に示すように、制御部２００は、複写機全体の制御を司る制御手段であり、ＣＰＵなどから構成されている。制御部２００は、画像濃度検知手段である光学センサ１５で検知された転写体搬送ベルト上に形成されたトナー濃度変動から、バンディング強度を検知するバンディング強度検知手段としての機能を有している。また、制御部２００は、露光装置４を制御して、書込み光の照射位置を微小変更させる機能や、感光体駆動装置７０を制御して、感光体１の速度を微小変更させる機能を有している。

図３は、転写体搬送ベルト６１付近の要部拡大構成図である。
図に示すように、転写位置よりも転写搬送ベルト移動方向下流側に、画像濃度検知手段たる光学センサ１５が設けられている。この光学センサ１５は、反射型の光学センサであり、転写体搬送ベルト６１のおもて面に向けて発光する発光素子１５ａと、ベルトおもて面の反射光を受光して受光量に応じた電圧を出力する受光素子１５ｂとを有している。発光素子１５ａから出た光が転写搬送ベルト上のトナー像に当たって反射し、その反射光のうち受光素子１５ｂで受光した受光量を検知することによりトナー像の光学濃度を検知する。光学センサ１５の分解能としては、人間のバンディングに対する視感度特性を鑑みて、転写搬送ベルト６１の副走査方向でおおよそ０．２ｍｍ程度、最高でも０．１ｍｍあれば十分である。これより高分解能だと、かえって余計なノイズを拾いやすい。

図４は、書込み−転写時間設定モード時の制御フローである。
制御部２００は、画像形成装置の起動時、または、前回書込み−転写時間設定モードを実行してから長時間経過しているときに書込み−転写時間設定モードを実行する。また、前回書込み−転写時間設定モードを実行したときの装置内の温度から所定量変化したときや、所定枚数プリントした後などに書込み−転写時間設定モードを実行してもよい。
書込み−転写時間設定モードが実行されたら、まず、制御部２００は、予め決められた書込み−転写時間の変更範囲のうち、最も書込み−転写時間が短くなる書込み−転写時間に微小変更する（Ｓ１）。次に、制御部２００は、「バンディング検知トナー像」を作像する（Ｓ２）。このバンディング検知トナー像は、ハーフトーンなどのバンディングが検知しやすい画像であって、副走査線に長い画像でもよいし、図５に示すように、バンディング検知トナー像Ｐを、複数の基準トナー像Ｐ１〜Ｐｎから構成してもよい。

次に、転写体搬送ベルト６１に転写されたバンディング検知トナー像Ｐの画像濃度を光学センサ１５で検知する（Ｓ３）。すると、図６（ａ）に示すようなトナー像の濃度変化データを得ることができる。なお、図６（ａ）に示す濃度変化データは、上述した周期的なバンディングを生じさせる４つの変動成分のうちのひとつの変動成分によって生じる周期的なバンディングだけしか示していない。しかし、実際に光学センサで検知される濃度変化データは、上述した４つの変動成分によって生じるバンディングが重畳されたものである。

次に、制御部２００は、この光学センサ１５で検知された濃度変化データに基づいて、バンディング強度を検知する（Ｓ４）。具体的には、この濃度変化データから、最大画像濃度と、最小画像濃度とを検知する。そして、最大画像濃度から最小画像濃度を除算することで、バンディング強度が検知される。この検知されたバンディング強度は、書込み−転写時間とともに装置内のメモリに記憶される（Ｓ５）。

バンディング強度を検知したら、書込み−転写時間の変更範囲のうち、最も書込み−転写時間が長くなる書込み−転写時間か否かチェックする（Ｓ６）。最も書込み−転写時間が長くなる書込み−転写時間でない場合（Ｓ６のＮＯ）、制御部２００は、後述する微小変更手段を制御して書込み−転写時間がわずかに長くなるよう微小変更する（Ｓ７）。この書込み−転写時間の微小変更量は、問題とするバンディング周期よりも十分細かい（概ねバンディング周期の１／８以下）に設定する。そして、上述同様、バンディング強度を検知して、書込み−転写時間と検知したバンディング強度とをメモリに記憶する（Ｓ２〜Ｓ５）。

書込み−転写時間の変更範囲のうち、最も書込み−転写時間が長くなる書込み−転写時間におけるバンディング強度を検知したら（Ｓ６のＹＥＳ）、制御部２００は、メモリから最小のバンディング強度を見つけ出し（Ｓ８）、設定する書込み−転写時間として決定する（Ｓ９）。メモリに記憶されたバンディング強度を縦軸に書込み−転写時間を横軸にとると、図６（ｂ）に示すような、バンディング強度の変動データが得られる。図に示すように、バンディング強度が最小となる書込み−転写時間が複数存在する場合がある。バンディング強度が最小となる書込み−転写時間が複数存在する場合、バンディング以外の条件（例えば、位置ずれ）を勘案して、これらのうちひとつを、設定される書込み−転写時間として決定する。設定する書込み−転写時間が決定したら、制御部２００は、後述する微小変更手段を制御して、決定した書込み−転写時間に微小変更する（Ｓ１０）。

次に、微小変更手段について説明する。書込み−転写時間に微小変更する手段としては、１．感光体１の平均速度を微調整する方法（以下、実施例１）と、２．書込み光の感光体への照射位置を副走査線方向に微調整する方法（以下、実施例２）とがある。

［実施例１］
まず、実施例１の微小変更手段について説明する。
この実施例１の微小変更手段は、上述したように、感光体１の平均速度を微調整することで、書込み−転写時間を微小変更するものである。
図７は、感光体駆動装置を示す図で、実施例１の微小変更手段を示している。
図７において、感光体１は回転可能な軸７５に取り付けられており、ドラムギア７４ａとモータギア７４ｂを用いた１段減速の減速機構７４とモータ７２とからなる感光体駆動装置７０から回転駆動力を受けている。感光体１を挟んで減速機構７４と反対の側には、ロータリースケール７３ａが軸７５に取り付けられていて、センサ７３ｂと合わせてロータリエンコーダ３７を構成している。感光体１とロータリースケール７３ａが回転すると、ロータリースケール７３ａの回転速度がセンサ７３ｂから毎秒カウント数の形で出力される。それを、制御部２００は、フィードバック制御して、感光体１が所定の回転速度になるようにモータ７２の速度を加減する。

書込み−転写時間を微小変更するときは、毎秒カウント数を変更することで、感光体１の回転速度が所定の回転速度に微小変更され、書込み−転写時間が微小変更される。本実施形態においては、ｍｍオーダー以下の周期を持つ感光体の回転速度変動をなくすようにロータリエンコーダ７３の出力結果の逆位相成分でモータの回転数を制御する必要がない。このため、高応答なモータなどを用いる必要がなく、低応答で安価なモータを用いることができる。
また、実施例１の微小変更手段として、ステッピングモータを用いてもよい。この場合は、書込み−転写時間を微小変更するときは、パルス数を微小変更することで、感光体１の回転速度が所定の回転速度に微小変更され、書込み−転写時間が微小変更される。ステッピングモータを用いることで、ロータリエンコーダが必要なくなり、装置のレイアウトの自由度が上がったり、省スペース化したりすることができる。

［実施例２］
次に、実施例２の微小変更手段について説明する。
この実施例２の微小変更手段は、上述したように、書込み光の感光体への照射位置を副走査線方向に微調整することで、書込み−転写時間を微小変更するものである。
図８は、露光装置４を感光体１の軸方向から見た模式図で、実施例２の微小変更手段を示している。
図に示すように、レーザ光源４１から発した光はビーム集束レンズ４２を経てポリゴンミラー４３で反射し、ポリゴンミラー４３の回転により主走査方向に走査される。走査された光Ｌは主走査方向位置補正レンズ４４で位置補正を施された後、ミラー４５で向きを変えられて感光体１までとどき、書込みがなされる。

ここでビーム収束レンズ４２は、リニアアクチュエータ４６により、実線矢印方向に沿った位置変更が可能となっている。ビーム収束レンズ４２が実線矢印方向に沿って位置を変えると、それに応じて感光体１に当たる光束Ｌもブロック矢印方向に沿って位置が変わる。リニアアクチュエータ４６としては、精度の高さや力が強いなどの理由からピエゾアクチュエータが適している。その他のアクチュエータとしては、高速動作が要求されていないので、ねじマイクロメータのようにモータをカムやウォームギアなどと組み合わせて使用することも可能である。アクチュエータによって位置を変更する部品要素は、ビーム収束レンズ４２以外にもレーザ光源４１などが考えられる。

書込み−転写時間を微小変更するときは、上記クチュエータ４６を微小駆動させて、ビーム収束レンズ４２の位置を微小変更する。これにより、書込み位置が微小変更されて、書込み位置から転写までの距離が微小変更される。その結果、感光体表面が書込み位置から転写位置まで移動する時間である書込み−転写時間が微小変更される。

また、上述ではレーザ光学系による書込み機構を用いたが、ＬＥＤアレイや液晶シャッターなどの光学系で書込み位置を変更してもよい。

感光体１の速度変動を生じさせる振動源には、例えば、感光体駆動装置のギア（ドラムギア７４ａやモータギア７４ｂ）の歯当りによる振動など、感光体１の回転速度に応じて周期が変わるものがある。このように、感光体１の回転速度に依存して周期が変わる振動源が、感光体１の速度変動を引き起こし、感光体速度変動による短周期バンディングの原因である場合は、次のような不具合がある。すなわち、感光体１の平均速度を微調整することで、書込み−転写時間を微小変更する実施例１の微小変更手段では、書込み−転写時間を微小変更してもバンディング強度が変化しないという不具合である。これは、感光体１の回転速度が変わることで、振動源の周期が変わってしまい、書込み−転写時間を微小変更しても、書込み位置における感光体１の速度変動と転写位置における感光体１の速度変動との位相差が変化しないのである。その結果、書込み−転写時間を微小変更してもバンディング強度が変化しないのである。このような場合は、書込み光の感光体１への照射位置を副走査線方向に微調整することで、書込み−転写時間を微小変更する実施例２の微小変更手段を用いて、書込み−転写時間を微小変更する。

また、周期的なバンディングには、上述した１ｍｍ以下の短周期のバンディングのほかに、例えば、感光体１周を１周期とするような長周期の感光体速度変動によって長周期のバンディングが発生する。このような長周期のバンディングは、上述の実施例１または実施例２の微小変更手段を用いて抑制することができる。

実施例１の微小変更手段によって、長周期の感光体速度変動を抑制する方法は、ロータリエンコーダ７３の出力をフィードバック制御して、感光体１が所定の回転速度になるようにモータ７２の速度を加減することで、長周期の感光体速度変動を抑制することができる。
また、実施例２の微小変更手段によって、長周期の感光体速度変動を抑制する方法は、まず、上記ロータリエンコーダ７３で長周期の感光体速度変動を検知する。このロータリエンコーダ７３の出力フィードバック制御してリニアアクチュエータ４６を駆動制御する。これにより、長周期の感光体速度変動に応じて副走査線方向の書込み位置が変動する。なお、書込み位置は、書込み−転写時間が一定となるように変動させる。

実施例１の微小変更手段によって、長周期の感光体速度変動を抑制する方法は、感光体１の長周期速度変動による位置ずれを原理的には完全に除去できる。
また、実施例１の微小変更手段は、ロータリエンコーダ７３を用いるだけで、書込み−転写時間の微小変更と長周期変動とを抑制することができる。一方、実施例２の微小変更手段によって、長周期の感光体速度変動を抑制する方法は、書込み位置を変更する手段のほかに、ロータリエンコーダを用いる必要があり、コスト的に不利である。

また、上述においては、転写搬送ベルト６１上のバンディング検知トナー像の画像濃度を検知して、バンディング強度を検知しているが、記録材にバンディング検知トナー像を転写して、記録材上のバンディング検知トナー像の画像濃度を検知して、バンディング強度を検知してもよい。
また、本実施形態の画像形成装置は、感光体に形成したトナー像を記録材に直接転写する直接転写方式の画像形成装置であるが、感光体１に形成したトナー像を表面移動部材たる中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルトに転写したトナー像を記録材に転写する中間転写方式の画像形成装置にも本発明を適用することができる。

また、図９に示すようなカラー画像形成装置にも本発明を適用することができる。カラー画像形成装置の場合、単色の画像においては、バンディングを認識することがないが、例えば、イエローとシアンとが重ね合わせて形成される緑色の画像においては、バンディングが発生する多色バンディングが発生する。これは、個々の単色画像の場合においては濃度の濃淡差（バンディング強度）が小さく、バンディングとして認識されないレベルであっても、濃度の濃い部分同士と、濃度の薄い部分同士が重ね合わされる結果、多色画像において、濃度濃淡の差（バンディング強度）が大きくなって、バンディングが認識されるのである。しかし、本発明を適用することで、各色のバンディングが抑えられるので、多色バンディングも抑制することができる。また、カラー画像形成装置の場合は、転写−書込み時間を決定する際は、色ずれを考慮して決定することが好ましい。すなわち、複数ある最小のバンディング強度となる転写−書込み時間のうち、他の色の転写−書込み時間に最も近い転写−書込み時間に設定することで、色ずれを最小限に抑えることができる。

以上、本実施形態の画像形成装置によれば、バンディング強度が最小となる書込み−転写時間に変更するだけで、感光体１の速度変動によって生じるバンディングを抑制できる。よって、感光体１の速度変動をリアルタイムにフィードバックして書込み位置を変動させたり、感光体の速度変動をなくすために感光体の速度を制御したりしてバンディングを抑制するものに比べて、簡単な構成で短周期のバンディングを抑制することができる。

また、書込み−転写時間を微小変化させ、それぞれの書込み−転写時間でバンディング検知トナー像Ｐを形成し、各書込み−転写時間で形成したトナー像のバンディング強度を検知し、複数の検知結果から最小のバンディング強度を見つけ出し、この最小のバンディング強度のときの書込み−転写移動時間に変更する。これにより、感光体１の速度変動によって生じるバンディングが抑制される、すなわち転写位置の感光体１の速度変動が書込み位置の速度変動に対して位相の合った書込み−転写移動時間に設定することができる。

また、実施例１に示すように、感光体の回転速度を微小変更して、書込み−転写時間を微小変更するだけであるので、感光体の回転速度変動をなくすために、変動成分の逆位相でモータ７２をリアルタイムに制御するものに比べて、安価な低応答なモータを使用することができる。また、ステッピングモータを用いれば、ロータリエンコーダを用いる必要がなくなり、簡単な構成で感光体の回転速度変動によって生じるバンディングを抑制することができる。

また、実施例２に示すように、書込み位置を微小変更して、書込み−転写移動時間を微小変更するだけであるので、感光体の回転速度変動をリアルタイムにフィードバックして、書込み位置を変動させるものに比べて、ロータリエンコーダなどの感光体速度を検知する装置を設ける必要がなくなり、簡単な構成で感光体の回転速度変動によって生じるバンディングを抑制することができる。また、応答性の高い偏向装置を設ける必要がないので、安価な低応答の偏向装置を用いることができる。

また、画像濃度手段たる光学センサ１５で転写後のトナー像の画像濃度変動を検知し、その検知結果からバンディング強度を検知することができる。

本実施形態に係る複写機の概略構成図。 画像形成装置を制御する制御部の機能ブロック図。 転写体搬送ベルト付近の要部拡大構成図 書込み−転写時間設定モード時の制御フロー図。 バンディング検知トナー像の一例を示す図。 （ａ）は、バンディング検知トナー像の濃度変化データの一例を示す図。（ｂ）は、書込み−転写時間とバンディング強度との関係の一例を示す図。 感光体駆動装置を示す図。 露光装置を感光体の軸方向から見た模式図 カラー画像形成装置の一例を示す図。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電装置
４ 露光装置
５ 現像装置
６ 転写装置
７ クリーニング装置
１０ 定着装置
１５ 光学センサ
６１ 転写体搬送ベルト
７０ 感光体駆動装置
７３ ロータリエンコーダ

Claims (4)

1. 表面移動する像担持体の表面上に潜像を書込んだ後、該潜像にトナーを付着させて得たトナー像を表面移動部材の表面上に担持された記録材に転写するか、又は該トナー像を表面移動部材の表面へ転写した後に該表面移動部材上のトナー像を記録材に転写することにより、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
   転写後のトナー像からバンディング強度を検知するバンディング強度検知手段と、
   前記像担持体上に前記潜像を書込む書込み位置から、前記記録材または前記表面移動部材に前記像担持体上のトナー像を転写する転写位置までの前記像担持体表面の書込み−転写移動時間を微小変化させ、それぞれの書込み−転写移動時間でトナー像を形成し、各書込み−転写移動時間で形成したトナー像のバンディング強度を前記バンディング強度検知手段で検知し、複数の検知結果から最小のバンディング強度を見つけ出し、この最小のバンディング強度のときの前記書込み−転写移動時間に変更する移動時間変更手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   前記移動時間変更手段は、前記像担持体の回転速度を微小変更することで、書込み−転写移動時間を変更することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、
   前記移動時間変更手段は、前記書込み位置を微小変更することで、書込み−転写移動時間を変更することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
   前記バンディング強度検知手段は、画像濃度手段で前記表面移動部材上のトナー像の画像濃度変動を検知し、その検知結果からバンディング強度を検知することを特徴とする画像形成装置。

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