JP6790661B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１の画像形成装置では、帯電ロール及び現像ロールの回転周期が感光体ドラムの回転周期の整数分の１に設定されている。また、感光体ドラム、帯電ロール及び現像ロールに起因する濃度変動の形態及び周期を把握するスキャナーによって把握された濃度変動の形態及び周期に基づいて、当該濃度変動を補正するパーソナルコンピュータを有する。

特開２００４−１０９４８３号公報

Ｎを２以上の整数として、Ｎ個の基部を周方向に接合してから該基部に感光層を含む外周面を形成した像保持部材では、中心からの半径の長さの極大がＮ回、極小がＮ回変わる形の外周面となることが確認された。この像保持部材を用いた画像形成装置では、像保持部材の１回転の周期のみに基づいて現像部材の回転周期を設定しても、像保持部材の中心からの半径の長さの極大がＮ回、極小がＮ回変わることによる画像濃度の変動が残ることになる。つまり、出力した画像内での画像濃度の高い領域と低い領域とが周期的に現れ難い。

本発明は、１回転する間に中心からの半径の長さの極大がＮ回、極小がＮ回変わる形の外周面を有する像保持部材を用いた構成において、像保持部材の１回転に対して現像部材がＮの整数倍以外の数だけ回転する構成に比べて、画像濃度の高い領域と低い領域とが周期的に現れる画像を出力することを目的とする。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、Ｎを２以上の整数として、１回転する間に中心からの半径の長さの極大がＮ回、極小がＮ回変わる形の外周面を有し、回転しながら潜像を保持する像保持部材と、前記像保持部材の潜像を現像剤で現像する現像部材と、前記像保持部材が１回転する間に前記現像部材を前記Ｎの整数倍の数だけ回転させる回転手段と、前記像保持部材の現像剤像を画像として記録媒体に出力させる出力手段と、を有する。

本発明の請求項２に係る画像形成装置は、前記像保持部材と前記現像部材とが対向する現像領域において、前記像保持部材の中心からの半径が最も長くなるときに、前記現像部材の中心からの半径が最も短くなる。

本発明の請求項３に係る画像形成装置の前記出力手段は、前記像保持部材の前記外周面の周方向の変動と、前記現像部材の外周面の周方向の変動との位相差を複数の段階で変えて、該段階ごとに前記像保持部材から複数の画像を出力させ、前記複数の画像のうち１つを選択させる画像選択手段を有し、前記回転手段は、前記画像選択手段で選択された画像に対応する位相差で前記像保持部材及び前記現像部材を回転させる。

本発明の請求項４に係る画像形成装置は、前記出力手段は、前記像保持部材が１回転する間に前記現像部材を前記Ｎの整数倍以外の数だけ回転させ、前記像保持部材と前記現像部材との位相差情報を複数含む画像を出力させる画像出力モードと、複数の前記位相差情報のうち１つの位相差情報を選択させる位相差選択モードと、を有する。

請求項１の発明は、１回転する間に中心からの半径の長さの極大がＮ回、極小がＮ回変わる形の外周面を有する像保持部材を用いた構成において、像保持部材の１回転に対して現像部材がＮの整数倍以外の数だけ回転する構成に比べて、画像濃度の高い領域と低い領域とが周期的に現れる画像を出力することができる。

請求項２の発明は、現像領域において、像保持部材の中心からの半径の長さが最も長くなるときに、現像部材の中心からの半径の長さが最も長くなる構成に比べて、１つの出力画像内での画像濃度差を低減することができる。

請求項３の発明は、ユーザが像保持部材及び現像部材を操作しなくても像保持部材と現像部材との位相差を設定することができる。

請求項４の発明は、ユーザが像保持部材及び現像部材を操作しなくても像保持部材と現像部材との位相差を設定することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。 第１実施形態に係る感光体及び現像ロールを示す構成図である。 （Ａ）第１実施形態に係る感光体の縦断面を模式的に示す説明図である。（Ｂ）第１実施形態に係る感光体の外周面の振れ形状を示すグラフである。 第１実施形態に係る感光体の外周面の振れの測定方法を示す説明図である。 （Ａ）比較例の感光体の外周面の振れを模式的に示したグラフである。（Ｂ）比較例の感光体及び現像ロールを用いた場合の累積距離に対する画像濃度などの増減を示すグラフである。 （Ａ）第１実施形態に係る画像形成装置において感光体の周期と現像スリーブの周期とが整数倍の関係に無い状態で出力した画像を示す説明図である。（Ｂ）第１実施形態に係る画像形成装置において感光体の周期と現像スリーブの周期とを整数倍の関係とした状態で出力した画像を示す説明図である。 （Ａ）第２実施形態に係る画像形成装置において感光体の周期と現像スリーブの周期とが整数倍の関係に無い状態で出力した画像を示す説明図である。（Ｂ）第２実施形態に係る画像形成装置において比較例として感光体の振れが大きい位置と現像スリーブの振れが大きい位置とを合わせた場合の画像を示す説明図である。（Ｃ）第２実施形態に係る画像形成装置において感光体の振れが大きい位置と現像スリーブの振れが小さい位置とを合わせた場合の画像を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）第３実施形態に係る画像形成装置において感光体の周期と現像スリーブの周期とをずらした状態で出力した画像を示す説明図である。 第４実施形態に係る画像形成装置において感光体の周期と現像スリーブの周期とをずらした状態で出力した画像及び各マーカーを示す説明図である。

[第１実施形態]
第１実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。

〔全体構成〕
図１には、装置の一例としての画像形成装置１０が示されている。なお、以下の説明では、図１に矢印Ｙで示す方向を装置高さ方向、矢印Ｘで示す方向を装置幅方向とする。また、装置高さ方向及び装置幅方向のそれぞれに直交する方向（Ｚで示す）を装置奥行き方向とする。そして、画像形成装置１０を正面視して、装置高さ方向、装置幅方向、装置奥行き方向をＹ方向、Ｘ方向、Ｚ方向と記載する。さらに、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、画像形成装置１０を正面視して、上側をＹ側、下側を−Ｙ側、右側をＸ側、左側を−Ｘ側、奥側をＺ側、前側を−Ｚ側と記載する。

画像形成装置１０は、箱状の筐体１１を有する。また、画像形成装置１０は、筐体１１内に、一例として、搬送部１２と、操作パネル１３と、画像形成部１４と、定着部１６と、制御部１８とを有する。搬送部１２は、記録媒体の一例としての用紙Ｐを搬送する。操作パネル１３は、画像選択手段の一例として、タッチパネルで構成されており、画像形成装置１０に関する各種情報やユーザが選択する選択ボタンなどを表示するようになっている。

画像形成部１４は、４つの画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、転写装置１５とを含んで構成されている。また、画像形成部１４は、搬送部１２により搬送される用紙Ｐ上にキャリアＣ及びトナーＴを用いてトナー像Ｇを形成する。キャリアＣ及びトナーＴは、現像剤の一例である。トナー像Ｇは、現像剤像の一例である。定着部１６は、トナー像Ｇを加熱及び加圧して用紙Ｐに定着させる。

画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、使用されるトナーＴ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）を除いて同様の構成とされているため、画像形成ユニット１４Ｋについて説明し、画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃの説明を省略する。

画像形成ユニット１４Ｋは、像保持部材の一例としての感光体２２と、帯電ロール２４と、露光部２６と、現像部材の一例としての現像ロール２８と、回転手段の一例としての回転部３２（図２参照）とを含んで構成されている。また、画像形成ユニット１４Ｋでは、感光体２２が帯電ロール２４により帯電され露光部２６により露光されることで形成された潜像（図示省略）を、現像ロール２８のトナーＴで現像することで、トナー像Ｇが形成されるようになっている。

転写装置１５は、中間転写ベルト１５Ａと、感光体２２から中間転写ベルト１５Ａにトナー像Ｇを転写させる４本の１次転写ロール１５Ｂと、中間転写ベルト１５Ａのトナー像Ｇを用紙Ｐに転写させる１本の２次転写ロール１５Ｃとを含んで構成されている。そして、転写装置１５は、感光体２２のトナー像Ｇを用紙Ｐに転写させる。なお、転写装置１５及び定着部１６は、感光体２２のトナー像Ｇを画像として用紙Ｐに出力させる出力手段の一例に含まれる。

制御部１８は、出力手段の一例として、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶部、通信回線Ｉ／Ｆ（Interface）部及びバスを含んで構成されている。

ＣＰＵは、コンピュータの一例であり、画像形成装置１０の全体的な動作を司る。ＲＯＭには、各種プログラムや各種パラメータが予め記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵによる各種プログラムの実行時のワークエリアとして用いられる。記憶部は、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶部とされている。通信回線Ｉ／Ｆ部は、外部装置との通信データの送信及び受信を行う。バスは、制御部１８を構成する各部を電気的に接続する。

制御部１８には、バスを介して、操作パネル１３、画像形成部１４の各部及び画像補正部１９が接続されている。そして、制御部１８は、画像形成装置１０の各部の動作を制御する。また、制御部１８は、画像形成装置１０の動作状況などを操作パネル１３の一部に表示させる。

画像補正部１９は、一例として、用紙Ｐに転写され定着部１６により定着されたトナー像Ｇ（画像の一例）の画像濃度が基準濃度よりも高い場合又は低い場合に、ソフトウェアにより画像濃度を基準濃度に近づける補正を行う。画像濃度の検知は、一例として、感光体２２又は中間転写ベルト１５Ａにトナー像Ｇのテストパターンを形成し、このトナー像Ｇの濃度を図示しない光学センサで検知することにより行われる。

〔要部構成〕
次に、感光体２２、現像ロール２８及び回転部３２の詳細について説明する。

＜感光体＞
図２に示すように、感光体２２は、Ｚ方向を軸方向とする円筒状に形成されている。また、感光体２２は、外周面２３が帯電ロール２４により帯電され露光部２６（図１参照）により露光されることで形成された図示しない潜像を、回転しながら外周面２３に保持する。

図３（Ａ）に示すように、感光体２２は、一例として、Ｚ方向を軸方向とするアルミニウム製で円筒状の芯金で構成された基部４２と、基部４２の外周面に形成された外周部４４と、後述する支持部材４６、４８（図４参照）とを含んで構成されている。

基部４２は、一例として、それぞれ同程度の大きさで断面円弧状に湾曲された５つの板材４２Ａを周方向に並べて５箇所で接合することにより形成されている。言い換えると、基部４２は、一例として、周方向に５箇所の接合部４３を有する構成とされている。外周部４４は、厚さ方向（感光体２２の径方向）に積層された図示しない下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を含んで構成されている。

基部４２の軸方向一端（−Ｚ側端）の内側には支持部材４６（図４参照）が嵌められ、基部４２の軸方向他端（Ｚ側端）の内側には支持部材４８（図４参照）が嵌められている。なお、感光体２２の軸方向をＺ方向としている。

支持部材４６は、円筒状の軸部４６Ａと、軸部４６Ａの径方向に延びる円板部４６Ｂと、円板部４６Ｂの外周部からＺ方向に張出されたフランジ部４６Ｃとを有する。支持部材４８は、円筒状の軸部４８Ａと、軸部４８Ａの径方向に延びる円板部４８Ｂと、円板部４８Ｂの外周部からＺ方向に張出されたフランジ部４８Ｃとを有する。軸部４６Ａ及び軸部４８Ａは、同軸（Ｚ軸）上に配置されている。また、軸部４６Ａ及び軸部４８Ａには、Ｚ方向を軸方向とする１本の円柱状の軸部材４９（図４参照）が嵌め込まれて一体化されている。

図２に示す感光体２２の軸部材４９は、図示しないベアリングにより回転可能に支持されており、後述する回転部３２の第１モータ３４により回転駆動されるようになっている。ここで、感光体２２の中心ＯＡからの設計上の半径の長さｒ１〔メートル〕、外周面２３の周速度Ｖ１〔メートル／秒〕、円周率をπとして、感光体２２の１回転の周期Ｔ１＝（２×π×ｒ１）／Ｖ１〔秒〕となる。なお、図２では、感光体２２の外周面２３において、接合部４３（図３（Ａ）参照）と径方向に並ぶ５箇所の部位の位置を位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ、位置Ｅとして示している。

＜現像ロール＞
図２に示す現像ロール２８は、Ｚ方向を軸方向として回転可能に配置された円筒状の現像スリーブ２８Ａと、現像スリーブ２８Ａの内側に配置されたマグネットロール２８Ｂとを有する。

現像スリーブ２８ＡのＺ方向の両端部には、図示しないキャップ部材が嵌め込まれている。そして、該キャップ部材は、図示しないベアリングにより回転可能に支持されており、後述する回転部３２の第２モータ３６により回転駆動されるようになっている。具体的には、現像スリーブ２８Ａは、第２モータ３６により回転駆動されることにより、感光体２２と対向する領域である現像領域Ｓにおいて、感光体２２の回転方向と同方向に回転するようになっている。

ここで、現像スリーブ２８Ａの中心ＯＢからの設計上の半径の長さｒ２〔メートル〕、現像スリーブ２８Ａの外周面の周速度Ｖ２〔メートル／秒〕、円周率をπとして、現像スリーブ２８Ａの１回転の周期Ｔ２＝（２×π×ｒ２）／Ｖ２〔秒〕となる。半径の長さｒ２は、感光体２２の半径の長さｒ１よりも小さい。なお、現像領域Ｓにおける感光体２２の外周面２３と現像スリーブ２８Ａの外周面２９との距離（間隔）をＬ１とする。図２では、現像スリーブ２８Ａの外周面において、回転停止状態において、感光体２２の位置Ａと現像領域Ｓにおいて対向する位置を位置Ｋとして示している。

マグネットロール２８Ｂは、Ｚ方向を軸方向とする円柱状の部材であり、Ｚ方向の両端部が画像形成ユニット１４Ｋ（図１参照）の図示しないハウジングに固定されている。また、マグネットロール２８Ｂは、周方向に沿って複数の磁極が着磁されており、現像スリーブ２８Ａの外周面にキャリアＣ及びトナーＴ（図１参照）を引き付ける、もしくは、退ける磁力を発生するようになっている。

＜回転部＞
回転部３２は、第１モータ３４と第２モータ３６とを有する。第１モータ３４は、図示しないギアを介して軸部材４９に連結されており、感光体２２を回転駆動させる。第２モータ３６は、図示しないギアを介して現像スリーブ２８Ａの図示しないキャップ部材に連結されており、現像スリーブ２８Ａを回転駆動させる。第１モータ３４及び第２モータ３６の駆動は、制御部１８により制御される。つまり、制御部１８は、回転部３２の一部に含まれる。

〔画像のバンディング〕
次に、画像のバンディングについて説明する。

比較例として、１つの部材で構成された基部を有する感光体を１回転させてレーザ変位計で測定すると、図５（Ａ）に示すように、サイン波状の外周面の振れ（グラフＧ１）が得られる。

また、現像スリーブ２８Ａ（図２参照）を１回転させてレーザ変位計で測定すると、図５（Ｂ）に示すように、サイン波状の振れ（グラフＧ２）が得られる。感光体の外周面と現像スリーブ２８Ａの外周面との距離Ｌ１（図２参照）が変化すると、感光体の外周面に存在するトナーの量が変わり、結果として、画像形成装置から出力された画像の濃度が変わることが知られている。この画像濃度の変化を画像のバンディングと称する。つまり、画像のバンディングの高低（画像濃度の濃淡）は、感光体の振れのグラフＧ１と、現像ロールの振れのグラフＧ２とを合成した合成波（グラフＧ３）と相関がある。なお、感光体の外周面に供給されるトナー量が、既述の距離Ｌ１に応じて変わるのは、現像領域における電界強度Ｅ＝Ｖ（電圧）／Ｌ１（距離）が変わって、電荷量ｑのトナーに作用する力Ｆ＝ｑＥが変わるためである。

合成波の周期性が低いと、既述の画像補正部１９（図１参照）において、ソフトウェアで画像濃度を補正することが難しい。言い換えると、ソフトウェアで画像濃度を補正することが容易となるのは、画像のバンディングが周期性を有する場合である。

ここで、図１に示す画像形成装置１０において、一例として、感光体２２の１回転に合わせて現像スリーブ２８Ａを３回転させてみたところ、画像のバンディングの周期性が低く、画像補正部１９（図１参照）による画像濃度の補正が難しいことが確認された。現像スリーブ２８Ａについては比較例の現像スリーブと同様の構成であったため、画像のバンディングの周期性が低い要因は、感光体２２にあると考えられる。このため、感光体２２の外周面２３の振れ測定を行うことにした。

〔振れ測定方法〕
次に、感光体２２の外周面２３の振れ測定方法の一例について説明する。

図４に示す測定装置５０は、Ｚ方向に間隔をあけて定盤５１に固定されたＶブロック５２、５４と、図示しないレーザ変位計とを含んで構成されている。レーザ変位計は、一例として、株式会社キーエンス製ＬＫ−Ｇ５０００が用いられている。感光体２２は、軸部材４９のＺ方向の両端部がＶブロック５２、５４により支持されている。

感光体２２の−Ｚ側の端面２２ＡのＺ軸上の位置を基準位置Ｐ０とする。また、感光体２２の図示しない感光層の塗布領域の−Ｚ側端及びＺ側端からＺ方向の内側に２〔ｍｍ〕入った位置を位置Ｐ１、位置Ｐ６とする。さらに、位置Ｐ１と位置Ｐ６との間を５等分する４箇所の位置を位置Ｐ２、位置Ｐ３、位置Ｐ４、位置Ｐ５とする。一例として、位置Ｐ３において感光体２２の外周面２３の振れを測定したところ、図３（Ｂ）に示すグラフＧ４が得られた。

グラフＧ４は、感光体２２の外周面２３（図２参照）の外形を誇張して表している。ここで、グラフＧ４を見て分かるように、感光体２２の外周面２３の形状は、円形状ではなく、５枚の花弁を有する花状となっていた。また、５枚の花弁の頂点に対応する周方向の位置は、感光体２２の５箇所の接合部４３（図３（Ａ）参照）の周方向の位置とほぼ同じ位置となることが分かった。つまり、複数の接合部４３を有する感光体２２では、接合部４３の数に応じて、半径の長さｒ１の振れの極大となる箇所及び極小となる箇所が存在する可能性が高いと考えられる。言い換えると、感光体２２は、１回転する間に中心ＯＡからの半径の長さｒ１（図２参照）の極大が５回、極小が５回変わる形の外周面２３を有している。

本実施形態では、一例として、振れの極大値と極小値との差が４〔μｍ〕以上ある１つの部位を花弁１枚とみなす。以下、感光体２２の花弁数が未確認の場合の花弁数の判定方法について説明する。

図３（Ａ）に示す感光体２２の基部４２を軸方向に見て、接合部４３の数がＮ箇所（Ｎは２以上の整数）あったとする。この場合、花弁数がＮ枚であると仮定する。続いて、図４に示す測定装置５０の位置Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５において、それぞれ３６０／Ｎ〔°〕を１周期として、Ｎ周期分（感光体２２の外周面２３の周長分）の半径の長さｒ１（図２参照）の最小値（Ｍｉｎ）と最大値（Ｍａｘ）を測定する。例えば、Ｎ＝５枚と仮定した場合は、１周期分が７２〔°〕となる。

第１周期：Ｍｉｎ＝ｘ１、Ｍａｘ＝ｙ１、第２周期：Ｍｉｎ＝ｘ２、Ｍａｘ＝ｙ２・・・第Ｎ周期：Ｍｉｎ＝ｘＮ、Ｍａｘ＝ｙＮという測定結果が得られたら、第１周期から第Ｎ周期までのＭｉｎの平均値及びＭａｘの平均値を算出する。そして、位置Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の少なくとも１箇所以上で、Ｍａｘの平均値とＭｉｎの平均値との差が４〔μｍ〕以上となった場合は、感光体２２の外形が花状であると判定する。また、この場合、花弁の数はＮ枚とする。接合部４３の数の判別がつかない場合は、Ｎ＝２からＮ＝１０程度まで同様の測定及び計算をすればよい。なお、例えば、Ｎ＝３とＮ＝６とで同様の結果が得られるような場合は、Ｎの値が大きい方を選択すればよい。

〔感光体及び現像スリーブの回転の周期設定〕
既述のように、感光体２２は、一例として、５枚の花弁を有する振れ形状となっている。言い換えると、感光体２２は、１回転する間に半径の長さｒ１（図２参照）が５周期分変化する。ここで、図２に示す感光体２２が１回転する間に、現像スリーブ２８ＡをＮ＝５の整数倍で回転させれば、得られる画像濃度が周期性を有するようになると想定される。このため、本実施形態では、回転部３２が、感光体２２が１回転する間に現像スリーブ２８ＡをＮ＝５の整数倍の数（一例として５回転）で回転させるように設定されている。既述の周期Ｔ１、Ｔ２を用いると、Ｔ１＝５×Ｔ２〔秒〕となる。

なお、現像スリーブ２８Ａの回転数を設定するにあたり、Ｎの整数倍には上限値、下限値が存在する。

現像スリーブ２８Ａの回転数が予め設定された基準となる回転数の範囲よりも少ない（回転速度が遅すぎる）と、感光体２２へのトナーＴの供給不足が生じる。また、現像スリーブ２８Ａの回転速度が遅すぎると、感光体２２とトナーＴ及びキャリアＣとの接触時間が基準となる接触時間よりも長くなり、キャリアＣに電荷注入され、キャリアＣが感光体２２側へ飛翔する。このため、キャリアＣが飛翔した場所では、トナーＴが付着できず、画像抜けが生じる可能性がある。

一方、現像スリーブ２８Ａの回転数が予め設定された基準となる回転数の範囲よりも多い（回転速度が速すぎる）と、現像スリーブ２８Ａの外周面に保持されているキャリアＣに作用する遠心力が大きくなる。そして、この遠心力がマグネットロール２８Ｂの磁力（保持力）よりも大きくなった場合に、キャリアＣが感光体２２へ飛散して画像抜けが生じる可能性がある。また、現像スリーブ２８Ａの回転数が多くなることで、トリマー（規制部材）とキャリアＣ及びトナーＴの摩擦力が大きくなり、発熱して、キャリアＣ及びトナーＴが劣化する可能性がある。以上、説明したように、現像スリーブ２８Ａの回転数の設定においては、Ｎの整数倍の全てがよいわけではなく、上限値、下限値を考慮して設定する必要がある。

〔作用〕
図１から図６までを参照して、第１実施形態の画像形成装置１０の作用を説明する。

回転部３２は、感光体２２が１回転する間に、現像スリーブ２８Ａを感光体２２の外形変化のＮ＝５周期の整数倍である５回転させる。このため、感光体２２の半径の長さｒ１（図２参照）の変動の周期と、現像スリーブ２８Ａの半径の長さｒ２（図２参照）の変動の周期の整数倍（ここでは１倍）とが合い、感光体２２と現像スリーブ２８Ａとの距離Ｌ１の変動が周期的（規則的）になる。

図６（Ａ）には、比較例として、用紙Ｐにベタ画像（画像濃度１００〔％〕で設定された全面画像）を形成した場合に、感光体２２の５枚の花弁に起因して生じるバンディングが模式的に示されている。なお、現像スリーブ２８Ａの回転数は、感光体２２の１回転に対して、一例として、３回転としている。図中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、感光体２２の位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ、位置Ｅに対応している。なお、ベタ画像の濃度が高い（濃い）領域ＧＡをドットで表し、濃度が低い（薄い）領域ＧＢを白で表している。

図６（Ａ）に示すように、現像スリーブ２８Ａの回転数を感光体２２の花弁の数の整数倍に設定していない比較例では、用紙Ｐの搬送方向において画像濃度の高い領域ＧＡの幅と低い領域ＧＢの幅とが規則的に出現し難いため、画像濃度にばらつきがある。

一方、本実施形態では、回転部３２が、感光体２２が１回転する間に、現像スリーブ２８Ａを感光体２２の花弁５枚の整数倍である５回転させる。これにより、感光体２２と現像スリーブ２８Ａとの距離Ｌ１の変動が規則的になるので、図６（Ｂ）に示すように、用紙Ｐの搬送方向において画像濃度の高い領域ＧＡと低い領域ＧＢとが規則的に並ぶようになる。つまり、画像形成装置１０では、感光体２２の１回転に対して現像スリーブ２８ＡがＮ＝５の整数倍以外の数だけ回転する構成に比べて、画像濃度の高い領域ＧＡと低い領域ＧＢとが周期的に現れる画像が出力される。

画像濃度の高い領域ＧＡが規則的に並ぶことにより、画像補正部１９（図１参照）では、予め画像濃度の高い領域ＧＡの位置に合わせて、画像濃度が低い領域ＧＢと同程度の画像濃度となるように現像バイアスを低下させるなどの画像濃度の補正が行える。現像バイアスとは、既述の現像領域Ｓにおいて、感光体２２と現像スリーブ２８Ａとの間の電位差に相当する。また、他の実施例として、画像補正部１９では、予め画像濃度の低い領域ＧＢの位置に合わせて、画像濃度が高い領域ＧＡと同程度の画像濃度となるように現像バイアスを増加させるなどの画像濃度の補正が行える。このように、感光体２２と現像スリーブ２８Ａとの周期を合わせない構成に比べて、出力した画像内での画像濃度差の補正がし易くなる。

[第２実施形態]
図１から図７までを参照して、第２実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

第２実施形態の画像形成装置１０では、現像スリーブ２８Ａの外周面の振れを示すグラフＧ２（図５（Ｂ）参照）の１周期において、最も振れが小さくなる外周の位置を位置Ｋとしている。つまり、第２実施形態の画像形成装置１０では、感光体２２の外周面２３の振れが最も大きくなる位置Ａと、現像スリーブ２８Ａの外周面の振れが最も小さくなる位置Ｋとが、現像領域Ｓにおいて対向配置されている。言い換えると、感光体２２の中心ＯＡからの半径の長さｒ１が最も長くなるときに、現像スリーブ２８Ａの中心ＯＢからの半径の長さｒ２が最も短くなる配置とされている。

〔作用〕
図１から図７までを参照して、第２実施形態の画像形成装置１０の作用を説明する。なお、第１実施形態と同様の作用については、説明を省略する。

図７（Ａ）には、比較例として、感光体２２（図２参照）の周期と現像スリーブ２８Ａ（図２参照）の周期とが整数倍の関係に無い状態で出力した画像が示されている。

図７（Ｂ）に示すように、第１実施形態と同様に、感光体２２の１回転に対して、現像スリーブ２８Ａの回転数を感光体２２の花弁数（Ｎ＝５）の整数倍（一例として１倍）に設定すると、画像濃度に周期性が現れる。なお、図７（Ｂ）では、比較例として、感光体２２の位置Ａに対して、現像スリーブ２８Ａの振れが最も大きくなる外周の位置が設定された場合の画像が示されている。つまり、この比較例では、画像濃度の変化が、感光体２２の振れが最も大きくなる位置と現像スリーブ２８Ａの振れが最も大きくなる位置とが一致する合成波Ｇ３（図５（Ｂ）参照）として現れる。このため、合成波Ｇ３の振幅が大きくなるので、１つの出力画像内での画像濃度が高い領域ＧＡと低い領域ＧＢとの画像濃度差が大きくなる。

一方、第２実施形態の画像形成装置１０では、感光体２２の半径の長さｒ１が最も長くなる位置Ａと、現像スリーブ２８Ａの半径の長さｒ２が最も短くなる位置Ｋとが、現像領域Ｓにおいて対向配置されている。このため、感光体２２のグラフＧ１の山と現像スリーブ２８ＡのグラフＧ２の谷とで打消し合い、合成波Ｇ３の振幅が小さくなる。これにより、図７（Ｃ）に示すように、画像濃度が高い領域ＧＡの画像濃度と、画像濃度が低い領域ＧＢの画像濃度との差が小さくなる。つまり、１つの出力画像内での画像濃度差が低減される。

[第３実施形態]
図１から図５まで及び図８を参照して、第３実施形態に係る現像剤収容装置及び画像形成装置の一例について説明する。なお、前述した第１、第２実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第１、第２実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

第３実施形態の画像形成装置１０では、制御部１８が位相差設定モードを有する。位相差設定モードでは、一例として、感光体２２の半径の長さｒ１の振れ（周方向の変動）と、現像スリーブ２８Ａの半径の長さｒ２の振れ（周方向の変動）との位相差Δθを４段階で変えて、感光体２２から４枚の画像を出力させ、ユーザに設定（選択）させる。位相差Δθの図示は省略する。なお、制御部１８では、第１、第２実施形態と同様に、感光体２２の１回転に対して、現像スリーブ２８Ａの回転数が５回転となるように予め設定されている。また、感光体２２から各段階ごとに出力される４枚の画像は、画像補正部１９（図１参照）による補正前の画像である。

制御部１８では、感光体２２の外周面２３の振れが最も大きい位置と、現像スリーブ２８Ａの外周面の振れが最も大きい位置とが現像領域Ｓで対向する状態が、位相差Δθ＝０〔°〕の状態として設定されている。また、制御部１８では、感光体２２の外周面２３の振れが最も大きい位置と、現像スリーブ２８Ａの外周面の振れが最も小さい位置とが現像領域Ｓで対向する状態が、位相差Δθ＝１８０〔°〕の状態として設定されている。

さらに、制御部１８には、位相差Δθ＝０〔°〕と位相差Δθ＝１８０〔°〕との間の状態として、位相差Δθ＝９０〔°〕及び位相差Δθ＝２７０〔°〕が設定されている。位相差Δθを生じさせるには、感光体２２の外周面２３の位置Ａが現像領域Ｓに到達する時点と、現像スリーブ２８Ａの位置Ｋが現像領域Ｓに到達する時点とがずれるように、現像スリーブ２８Ａの回転開始の時点をずらせばよい。位置Ｋをずらす方法としては、図示しないロータリーエンコーダ（位置センサ）や図示しないタイマを用いて回転開始の時点をずらすなどの方法により行える。このように、制御部１８では、位相差Δθが０〔°〕、９０〔°〕、１８０〔°〕、２７０〔°〕の４段階で設定されている。

また、第３実施形態の画像形成装置１０では、位相差を４段階で変えたときの画像の１つが、操作パネル１３において選択されるようになっている。具体的には、操作パネル１３には、一例として、位相差Δθ＝０〔°〕、９０〔°〕、１８０〔°〕、２７０〔°〕の４つの図示しないボタンが表示されている。そして、ユーザが４つの出力画像を見て、どの位相差の画像が好ましい画像であるかを選択して、該当する位相差のボタンを押すことで、制御部１８に位相差Δθが設定されるようになっている。好ましい画像のサンプルは、予めユーザに提供されている。回転部３２は、操作パネル１３で設定（選択）された画像に対応する位相差Δθで、感光体２２及び現像スリーブ２８Ａを回転させる。

〔作用〕
図１から図５まで及び図８を参照して、第３実施形態の画像形成装置１０の作用を説明する。なお、第１、第２実施形態と同様の作用については、説明を省略する。

制御部１８は、操作パネル１３においてユーザにより位相差設定モードが選択されたとき、位相差Δθを既述の４段階で変えて、４枚の画像を出力させる。４枚の画像は、一例として、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、位相差Δθが変わると、画像濃度の高さや、１枚の画像内での画像濃度が高い領域ＧＡと低い領域ＧＢとの配置（規則性）が変わる。そして、制御部１８は、操作パネル１３において選択された位相差Δθを記憶すると共に、次回の画像形成から、選択された位相差Δθに合わせて回転部３２により感光体２２及び現像スリーブ２８Ａを回転させる。

このように、第３実施形態の画像形成装置１０では、所望の画像となるように制御部１８において位相差Δθが設定（選択）されるので、ユーザが感光体２２及び現像スリーブ２８Ａを操作しなくても、感光体２２と現像スリーブ２８Ａとの位相差が設定される。

[第４実施形態]
図１から図５まで及び図９を参照して、第４実施形態に係る現像剤収容装置及び画像形成装置の一例について説明する。なお、前述した第１実施形態から第３実施形態までと基本的に同一の部材及び部位には、前記第１実施形態から第３実施形態までと同一の符号を付与してその説明を省略する。

第４実施形態の画像形成装置１０では、制御部１８が画像出力モード及び位相差選択モードを有する。

画像出力モードは、制御部１８が有しており、操作パネル１３においてユーザにより選択される。また、画像出力モードは、感光体２２の半径の長さｒ１の周方向の変動の周期Ｎと現像スリーブ２８ＡのＮの整数倍の回転の周期との位相がずれるように現像スリーブ２８Ａを回転させ、位相差情報を複数含むトナー像Ｇ（画像Ｇ）を１枚出力させるモードである。言い換えると、画像出力モードでは、感光体２２が１回転する間に現像スリーブ２８ＡがＮの整数倍以外の数だけ回転される。なお、本実施形態では、周期をずらすために、現像スリーブ２８Ａが、一例として、設定速度の２倍の周速度で回転されるようになっている。

図９に示すように、画像Ｇの端部には、感光体２２の外周面２３（図２参照）の位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ、位置Ｅに対応するマーカーと、現像スリーブ２８Ａの外周面の位置Ｋに対応するマーカーとがそれぞれ１本の線状に描かれている。本実施形態では、位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ、位置Ｅに対する位置Ｋのずれ量が、それぞれ位相差情報となる。つまり、画像Ｇは、端部に位相差情報を複数含んでいる。

位相差選択モードは、画像出力モードの実行後に操作パネル１３に自動的に表示されるモードである。また、位相差選択モードは、制御部１８が、画像出力モードにより得られた画像について、複数の位相差情報のうち１つの位相差情報をユーザに選択させるモードである。

具体的には、画像出力モードにより得られた１枚の用紙Ｐの画像Ｇをユーザに目視させて、用紙Ｐの搬送方向における画像濃度のむらが最も低い部位（好ましい画像の部位）を選択させる。なお、ここでは一例として、ユーザが画像Ｇの部分画像ＧＣを選択したものとする。さらに、選択させた部分画像ＧＣに最も近い位置にあるマーカーの組合せをユーザに読み取らせる。ここでは、部分画像ＧＣに最も近い位置のマーカーの組合せが、位置Ｋと位置Ｄの組合せとなる。なお、図９において、マーカー（線）上にアルファベットでＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｋが示されていてもよい。

続いて、操作パネル１３において、複数の組合せの中から設定するマーカーの組合せをユーザに選択させる。操作パネル１３には、例えば、Ｋ−Ａ、Ｋ−Ｂ、Ｋ−Ｃ、Ｋ−Ｄ、Ｋ−Ｅの５つのボタンが選択可能に表示されている。そして、一例として、ユーザによりＫ−Ｄのボタンが押される（選択される）ことにより、現像領域Ｓにおいて対向する位置が、感光体２２の位置Ｄと、現像スリーブ２８Ａの位置Ｋとに決定される。なお、回転部３２が、選択された位置Ｄと位置Ｋが現像領域Ｓで対向するように、感光体２２及び現像スリーブ２８Ａの回転開始の時点をずらしてもよい。

制御部１８は、画像出力モード及び位相差選択モードが終了した以降は、感光体２２の外周面２３の周方向の変動の周期（Ｎ）と現像スリーブ２８ＡのＮの整数倍の回転の周期とが同期するように、感光体２２及び現像スリーブ２８Ａを回転させる。

〔作用〕
図１から図５まで及び図９を参照して、第４実施形態の画像形成装置１０の作用を説明する。なお、第１、第２、第３実施形態と同様の作用については、説明を省略する。

制御部１８は、操作パネル１３においてユーザにより画像出力モードが選択されたとき、一例として、現像スリーブ２８Ａが設定速度の２倍の周速度で回転されるように、回転部３２を動作させる。そして、制御部１８は、感光体２２の位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ、位置Ｅに対応するマーカーと、現像スリーブ２８Ａの位置Ｋに対応するマーカーとをトナーＴを用いて画像形成させ、１枚の用紙Ｐに画像Ｇとして出力させる（図９参照）。

続いて、制御部１８は、用紙Ｐが出力された後、操作パネル１３にＫ−Ａ、Ｋ−Ｂ、Ｋ−Ｃ、Ｋ−Ｄ、Ｋ−Ｅの選択ボタンを表示させる。そして、制御部１８は、ユーザによって選択された感光体２２の位置（一例として位置Ｄ）と現像スリーブ２８Ａの位置Ｋとが現像領域Ｓで対向するように、回転部３２を動作させ、位置Ｄと位置Ｋの組合せの情報を記憶する。

制御部１８は、画像出力モード及び位相差選択モードが終了した以降は、感光体２２の外周面２３の周方向の変動の周期（Ｎ）と現像スリーブ２８ＡのＮの整数倍の回転の周期とが同期するように、感光体２２及び現像スリーブ２８Ａを回転させる。

このように、第４実施形態の画像形成装置１０では、所望の画像となるように位相差Δθが設定（選択）されるので、ユーザが感光体２２及び現像スリーブ２８Ａを操作しなくても、感光体２２と現像スリーブ２８Ａとの位相差が設定される。また、１枚のテストパターンである画像Ｇを形成することにより位相差が設定されるので、複数枚の画像を出力して位相差を設定する構成に比べて、感光体２２と現像スリーブ２８Ａとの位相差の設定が簡単になる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。

画像形成装置１０は、キャリアＣとトナーＴとを含む２成分現像剤に限らず、キャリアＣを含まない１成分現像剤を用いるものであってもよい。

感光体２２は、外周面２３の振れがＮ枚の花弁を有する花状となっているものであればよく、接合部４３を有するものに限らない。つまり、Ｎ枚の花弁を有する花状となる原因は、接合部４３を有することに限らず、型精度などの他の要因により花状に形成されていてもよい。また、感光体２２の花弁の数（Ｎ）は、５枚に限らず、２枚、３枚、４枚、あるいは６枚以上の複数枚であってもよい。さらに、感光体２２の外周面２３について、花弁１枚（Ｎ＝１）とみなす振れの値の閾値は、４〔μｍ〕に限らず、他の値で設定してもよい。

現像ロール２８は、非磁性の１成分現像剤を用いる場合は、マグネットロール２８Ｂが不要となる。現像スリーブ２８Ａの周期（回転数）は、Ｎの１倍の設定に限らず、２倍以上の複数で設定されていてもよい。ただし、既述の上限の制限内で設定されることが望ましい。

回転部３２は、第１モータ３４と第２モータ３６とを有するものに限らず、１つのモータと、複数のギヤと、接続の切り換えが可能なカップリングとを設けて、感光体２２及び現像スリーブ２８Ａを回転させるものであってもよい。

操作パネル１３は、タッチパネルに限らず、液晶画面と機械的なボタンとを組み合せたものであってもよい。

第４実施形態の画像形成装置１０において、現像スリーブ２８Ａの外周面の振れが大きくなる位置Ｋではなく、振れが小さくなる他の位置を設定して、感光体２２の位置Ｄと現像領域Ｓで対向するように配置してもよい。言い換えると、第４実施形態の画像形成装置１０において、現像スリーブ２８Ａの外周面の初期位置Ｋの位相を１８０〔°〕ずらしてもよい。

１０ 画像形成装置
１３ 操作パネル（画像選択手段の一例）
１５ 転写装置（出力手段の一例）
１６ 定着部（出力手段の一例）
１８ 制御部（出力手段の一例）
２２ 感光体（像保持部材の一例）
２３ 外周面
２８ 現像ロール（現像部材の一例）
３２ 回転部（回転手段の一例）
Ｓ 現像領域

Claims (4)

1. Ｎを２以上の整数として、１回転する間に中心からの半径の長さの極大がＮ回、極小がＮ回変わる形の外周面を有し、回転しながら潜像を保持する像保持部材と、
   前記像保持部材の潜像を現像剤で現像する現像部材と、
   前記像保持部材が１回転する間に前記現像部材を前記Ｎの整数倍の数だけ回転させる回転手段と、
   前記像保持部材の現像剤像を画像として記録媒体に出力させる出力手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記像保持部材と前記現像部材とが対向する現像領域において、前記像保持部材の中心からの半径が最も長くなるときに、前記現像部材の中心からの半径が最も短くなる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記出力手段は、前記像保持部材の前記外周面の周方向の変動と、前記現像部材の外周面の周方向の変動との位相差を複数の段階で変えて、該段階ごとに前記像保持部材から複数の画像を出力させ、
   前記複数の画像のうち１つを選択させる画像選択手段を有し、
   前記回転手段は、前記画像選択手段で選択された画像に対応する位相差で前記像保持部材及び前記現像部材を回転させる請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記出力手段は、
   前記像保持部材が１回転する間に前記現像部材を前記Ｎの整数倍以外の数だけ回転させ、前記像保持部材と前記現像部材との位相差情報を複数含む画像を出力させる画像出力モードと、
   複数の前記位相差情報のうち１つの位相差情報を選択させる位相差選択モードと、
   を有する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。