JP2008076576A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】部品の振れや現像ギャップ変動によって発生する濃度変動に対して、適正な画像濃度が得られる構成を有する画像形成装置、プロセスカートリッジ及び交換キットを提供する。
【解決手段】画像形成装置１本体と、静電潜像を担持可能な像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給し、トナー像を現像する現像ローラ２４と、を有し、前記画像形成装置１本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジと、前記現像ローラ２４を駆動する駆動源６１と、前記トナー像を転写材に転写する転写装置と、転写された前記トナー像を前記転写材上に定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置１において、現像された前記トナー像の濃度変動情報を基に前記駆動源６１に対して回転パルス指令を与え、前記現像ローラの１回転の濃度変動を一定に保つように制御する濃度変動制御手段６２を備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、像担持体上に形成される潜像をトナーにより現像する現像装置を備えるプロセスカートリッジ、それを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、現像装置の一例として、複数の固定磁極を有するマグネットとこのマグネットを囲む円筒状の現像スリーブとを有する現像ローラを備え、現像スリーブの外周面を、感光体の外周面と一定の現像ギャップをもって対向させ、現像ローラを中心線回りに回転させるようにした現像装置が知られている。
このような現像装置では、マグネットが形成する磁界の磁力線に沿った現像剤（但し、磁性キャリアとトナーとを有する２成分現像剤）の穂立ちが現像スリーブの外周面に発生する。穂立ちした現像剤においては、穂立ちに係る磁性キャリアに対し帯電したトナーが付着している。
そして、穂立ちした現像剤中のトナーが感光体と対向する位置で感光体の表面に転移することにより、感光体の表面に形成されている静電潜像にトナーが付着してトナー画像が形成される。
マグネットは複数の磁極を備え、それぞれの磁極を形成する磁石が棒状などに形成されていて、とくに現像スリーブ表面の現像領域部分では現像剤を立ち上げる現像主磁極を備えている。現像スリーブとマグネットとの少なくとも一方が回転することで、現像スリーブ表面に穂立ちを起こしている現像剤が移動するようになっている。

図１０は従来の現像ローラを示す概略図である。図１１はこの現像ローラを備えた現像装置の概略図である。従来の現像ローラ及び現像装置の構成の一例を示す図１０及び図１１において、現像ローラ１００は、円筒状の現像スリーブ１０２と、その両端部にそれぞれ固定されたフランジ１０３とを備えている。
現像スリーブ１０２の内部には磁場発生手段としてマグネット１０１が設けられ、現像ローラ１００は中心線回りに回転可能に支持されている。この現像ローラ１００は、現像剤規制ブレード１０４、感光体１０５（図１０）に近接して配置されている。
このように、現像ローラ１００は、現像剤規制ブレード１０４、感光体１０５に近接して配置されているため、現像スリーブ１０２に振れがあると、現像剤規制ブレード１０４もしくは感光体１０５との間のギャップが現像スリーブ１０２の回転周期で変動することになる。

これにより、現像ローラ１００が担持する現像剤量のムラや現像能力のムラが生じてしまい、結果として、感光体１０５上に形成されたトナー画像が現像スリーブ１０２の振れに応じたピッチで濃度ムラが生じてしまう。従って、高画質を得るためには現像スリーブ１０２の振れ精度を高くする必要がある。
上記の濃度ムラは、現像スリーブ１０２と感光体１０５との間のギャップ（現像ギャップ）の変動や速度変動によって発生する。具体的には、現像工程では、現像スリーブ１０２上の２成分現像剤中のトナーが、磁性キャリアから離脱して感光体１０５の静電潜像上に転移する。
この際、現像スリーブ１０２が感光体１０５と一定の現像ギャップを保ちながら等速回転することが望ましいが、現像スリーブ１０２の振れの影響で、現像ギャップが微妙に変動してしまう。そして、この変動が、感光体１０５上に形成された静電潜像へのトナー付着量を変化させ、濃度ムラを出現させてしまう。

とくに近年では、画像の高画質化に伴って現像ギャップが狭小化される傾向にある。そして、現像ギャップの狭小化が進むにつれて、現像ギャップの変動又は速度変動による濃度ムラが顕著に現れるようになってきているため、現像ギャップの変動又は速度変動は無視できないものとなっている。かかる不都合に対する対策として種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１乃至４参照）。
特許文献１には、画像パッチ濃度を検出して現像ローラの速度を制御する技術が開示されている。また、特許文献２には、画像パッチ濃度を検出して現像ローラの速度を制御するカラー画像形成装置が開示されている。さらに、特許文献３には、現像装置の駆動にステッピングモータを使用する技術が、そして特許文献４には、位置ずれと濃度調整用マーク検知に同じセンサを用いる技術が開示されている。
特開２００２−０６２７２７公報 特開２００２−１１６５８６公報 特開平０６−０７６９６０号公報 特開２００１−１６６５５３公報

しかしながら、高画質を得るためには無視できない、現像ギャップの変動又は速度変動を抑える現像スリーブの振れ精度を高くするための部品精度向上も限界があり、かつ精度向上にあたり部品価格の上昇は避けることができず、画像形成装置全体のコストアップにつながっている。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、部品の振れや現像ギャップ変動によって発生する濃度変動に対して、現像スリーブの１回転周期の濃度変動成分を抽出し、さらに位相及び振幅を算出し、前記濃度変動に対して現像スリーブを回転させる現像駆動モータに対して、濃度変動が一定に保たれるような現像スリーブ回転を得られる補正パルスにて前記現像駆動モータがフィードバック制御され、適正な画像濃度が得られる構成を有する画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像形成装置本体と、静電潜像を担持可能な像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給し、トナー像を現像する現像ローラと、前記現像ローラを駆動する駆動源と、を備えた画像形成装置において、現像された前記トナー像の濃度変動情報を基に前記駆動源に対して回転パルス指令を与え、前記現像ローラの１回転の濃度変動を一定に保つように制御する濃度変動制御手段を備えた画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記濃度変動制御手段は、前記像担持体上に形成後に転写材担持体に転写されたテストトナーパターンの濃度を検出するパターン検出手段と、連続した複数個の前記テストトナーパターンの濃度から前記現像ローラの周期で発生している濃度変動成分を抽出して前記濃度変動周期の位相値及び振幅値を求める演算手段と、該演算手段の演算結果に基づき前記現像ローラの回転数を、濃度変動周期を相殺する回転数へと変位させるための変位目標設定パルスを算出する算出手段と、から構成され、前記現像ローラの前記駆動源を前記変位目標設定パルスによってフィードバック制御する請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記駆動源の駆動を前記現像ローラに伝達する回転体と、該回転体の回転位置の基準となる基準マークと、該基準マークを検出する基準マーク検出手段と、を備えた請求項１又は２記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記変位目標設定パルスを算出するタイミングは、前記現像ローラを含むユニットが交換されたタイミングである請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記装置本体側に前記基準マーク及び基準マーク検出手段を備え、前記変位目標設定パルスを算出するタイミングは、前記装置本体に備えたカバーの開閉動作時のタイミングである請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、静電潜像を担持可能な像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給し、トナー像を現像する現像ローラと、を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジであって、少なくとも前記画像形成装置本体に設けた駆動源の駆動を前記現像ローラに伝達する回転体を備えるプロセスカートリッジを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、前記回転体の周方向の位相及び前記振幅値を保存する記録媒体を有する請求項６記載のプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記記録媒体を前記画像形成装置本体側に設けた記憶媒体読み取り装置によって読み取る請求項７記載のプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項６乃至８の何れか一項記載のプロセスカートリッジを複数個搭載した画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、各トナーカートリッジにおける前記現像ローラは、各々独立して駆動可能である請求項９記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、前記パターン検出手段は、前記テストトナーパターンの濃度を検出するとともに、カラー画像の位置合わせのための位置検出を行う請求項９又は１０記載の画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、実施の形態でも述べているように、現像スリーブの部品精度によらず濃度変動を安定化することが可能で、部品の高精度化を必要とせず、部品のコストアップなく、全体コストを低く抑え、良好な画質を得る画像形成装置を提供することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は画像形成装置の一例であるカラープリンタを示す概略図である。図１を参照して、カラープリンタの動作を説明する。
画像形成装置（カラープリンタ）１本体内には、ドラム状の感光体として構成された４つの像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫが、後述する転写材の搬送方向Ａ１に沿って配列されている。
図示の実施の形態において、転写材の搬送方向Ａ１の最上流側の像担持体２Ｙの表面にはイエロートナー像が、次の像担持体２Ｍの表面にはマゼンタトナー像が形成される。

また、次の像担持体２Ｃの表面にはシアントナー像が、さらに、次の像担持体２ＢＫの表面にはブラックトナー像がそれぞれ形成されるように構成され、これらの像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫはそれぞれ矢印Ｂ１方向に回転駆動される。
像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫに対向して転写材搬送装置３が配置され、この転写材搬送装置３は、支持ローラ４、５、６、７と、その支持ローラ４、５、６、７に巻き掛けられた無端ベルトよりなる転写ベルト８とを有し、この転写ベルト８は転写材の搬送方向Ａ１に回転駆動される。
かかる転写ベルト８の表面に各像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫが当接しており、しかも転写ベルト８を挟んで、各像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫに対向した位置には、転写装置の一例である転写ブラシ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫがそれぞれ配置されている。

一方、画像形成装置１本体内の下部には、シート給送装置１０の給紙カセット１１が配置され、この給紙カセット１１内に配置された底板１２上に、例えば、転写紙より成る転写材Ｓが積載されている。
最上位の転写材Ｓの上面に当接した給送ローラ１３が反時計方向に回転駆動されることにより、その最上位の転写材Ｓが矢印Ｃ方向に給送され、その給送された転写材Ｓはレジストローラ対１４の回転によって所定のタイミングで各像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫと転写ベルト８との間の転写部に向けて給送される。
ここで、前述のようにイエロー用の像担持体２Ｙの表面にはイエロートナー像が形成されており、かかる像担持体２Ｙと転写ベルト８の間の転写部を転写材Ｓが通過する時、転写ブラシ９Ｙの作用により、像担持体２Ｙの表面に形成されたイエロートナー像が転写材Ｓの表面に転写される。

この転写材Ｓは引き続きマゼンタ用の像担持体２Ｍ、シアン用の像担持体２Ｃ及びブラック用の像担持体２ＢＫと転写ベルト８との間の各転写部を順次通過し、各転写ブラシ９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫの作用により、各像担持体２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫ上の各色のトナー像が、すでに転写材Ｓ上に転写されたイエロートナー像上に重ね合せて順次転写される。
上述のようにして表面に４色の重ね合せトナー像が転写された転写材Ｓは、定着ローラ１５と加圧ローラ１６の間を通り、この時、熱と圧力の作用によって、そのトナー像が転写材Ｓの表面に定着される。次いで、この転写材Ｓは矢印Ｅで示すように排紙トレイ１７上にスタックされる。
各像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫと、その表面にトナー像を形成するのに必要な各要素は、それぞれ一体的なプロセスカートリッジ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８ＢＫとして構成されている。
これらの各プロセスカートリッジ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８ＢＫの構成は実質的に同一であるため、そのうちの１つのイエロー用の像担持体２Ｙを有するプロセスカートリッジ１８Ｙの構成と作用だけを図２を参照して説明する。

図２はイエロー用の像担持体を有するプロセスカートリッジの構成を示す断面図である。図２に示すように、このプロセスカートリッジ１８Ｙの像担持体２Ｙは、ユニットケース１９に回転自在に組み付けられて矢印Ｂ１方向に回転駆動される。
像担持体２Ｙの表面には、ユニットケース１９に回転自在に支持された帯電ローラ２０が回転しながら当接し、この帯電ローラ２０により像担持体２Ｙの表面が所定の極性に帯電される。
一方、画像形成装置１本体内には、図１に示すように、プロセスカートリッジ１８Ｙとは別にレーザ書き込みユニット２１が配置され、このレーザ書き込みユニット２１から出射する光変調されたレーザビームＬによって、図２に示すように帯電後の像担持体２Ｙの表面が露光され、これによって像担持体２Ｙ表面にイエロー画像用の静電潜像が形成される。

像担持体２Ｙ表面上に形成された静電潜像は、現像装置２２によってイエロートナー像として可視像化される。この現像装置２２は、ユニットケース１９の一部により構成された現像ケース２３と、この現像ケース２３に回転自在に支持されて反時計方向に回転駆動される現像ローラ２４とを有し、現像ケース２３には、イエロー色のトナーとキャリアを有する粉体状の２成分系現像剤ＤＹが収容されている。
この現像剤ＤＹは現像ローラ２４上に担持されて搬送され、規制ブレード２６により量を規制されて現像ローラ２４と像担持体２Ｙとの間の現像領域に運ばれる。現像剤ＤＹ中のトナーは像担持体２Ｙ表面に形成された静電潜像に静電的に移行して静電潜像がイエロートナー像として可視像化される。

上記イエロートナー像は、前述のようにして、転写材Ｓの表面に転写され、その転写後に像担持体２Ｙ表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置２７によって除去される。
このクリーニング装置２７は、ユニットケース１９の一部により構成されたクリーニングケース２８と、このクリーニングケース２８に回転自在に支持されて回転駆動されるクリーニングブラシ２９と、基端部がクリーニングケース２８に固定されたクリーニングブレード３０とを有している。クリーニングブラシ２９とクリーニングブレード３０が像担持体２Ｙの表面に当接してその表面の転写残トナーを掻き取って除去する。

図３はプロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された時の様子を示す断面図である。像担持体（感光体ドラム）２Ｙを含むプロセスカートリッジ１８Ｙは、画像形成装置１本体に対して着脱可能に装着されている。図３はこのプロセスカートリッジ１８Ｙが画像形成装置１本体に装着された時の様子を示している。
図３に示すように、ドラム状の像担持体２Ｙは、円筒状の像担持体本体３９と、その長手方向各端部に固定されたフランジ部材４０、４１を含み、手前側（図面の下側）のフランジ部材４０は軸受４２を介してユニットケース１９に回転自在に支持され、奥側（図面の上側）のフランジ部材４１は画像形成装置１本体に回転自在に支持された軸４３に着脱可能に連結されている。

軸４３は、画像形成装置１本体の奥側の側板３１と、この側板３１に不動に固定された支持板３２とからなる位置決めホルダー４４に、軸受４７、４８を介して回転自在に支持されている。
また、奥側のフランジ部材４１の回転中心部に形成された中心孔４９に軸４３の先端部に固定されたジョイント５０が係合する。このジョイント５０の先端部に突起（図示せず）が形成され、中心孔４９の内周面にも穴（図示せず）が形成される。
かかるジョイント５０と中心孔４９が互いに嵌合し、これらが互いに噛み合い、軸４３の回転が像担持体２Ｙに伝えられるように構成されている。この状態で、プロセスカートリッジ１８Ｙのユニットケース１９が、画像形成装置１本体に対して位置決めされて保持される。

プロセスカートリッジ１８Ｙを、画像形成装置１本体の手前側、すなわち、図３に矢印Ｆで示した方向に引くと、ジョイント５０と像担持体２Ｙの中心孔４９が外れ、像担持体２Ｙを含めたプロセスカートリッジ１８Ｙを画像形成装置１本体の手前側に引き出すことができる。
逆に、プロセスカートリッジ１８Ｙを、画像形成装置１本体の奥側、すなわち、矢印Ｆと反対方向に押し込むと、図３に示したように像担持体２Ｙの中心孔４９とジョイント５０が嵌合し、その両者の突起及び穴（図示せず）が互いに噛み合い、ドラム状の像担持体２Ｙと軸４３が同心状に位置決めされる。
上記軸４３の、ジョイント５０が固定された側の端部と反対側の端部に、ギヤとして構成された回転体５１が、モータ５２の軸に固定されたギヤ５３を介して固定連結されている。

図４は本発明による濃度変動制御手段を説明する概略ブロック図である。本発明による画像形成装置においては、現像装置２２（図２）で現像されたトナー画像の現像濃度変動情報を基に、現像ローラ２４を駆動する現像ローラ駆動源６１に対し現像ローラ２４の１回転の濃度変動を一定に保つことが可能なように回転パルス指令を与える濃度変動制御手段６２を備えている。
図５は図４の濃度変動制御手段の詳細を説明する概略ブロック図である。本発明による画像形成装置においては、現像装置２２（図２）により像担持体２Ｙ上に形成されたトナー像を転写材担持体である転写ベルト８に担持された転写材に転写し、出力画像を得る構成になっている。

上述した濃度変動制御手段６２は、濃度変動成分検出用の、像担持体２Ｙ上に形成されかつ転写材担持体（転写ベルト）８に転写されたテストトナーパターンの濃度を検出するパターン検出手段６３を含んでいる。
また、濃度変動制御手段６２は、連続した複数個のテストトナーパターンの濃度検出データから現像ローラ２４（図４）の周期で発生している濃度変動成分を抽出しかつ濃度変動周期の位相値及び振幅値を求める演算手段６４、及び演算結果に基づき、現像ローラ２４の回転数を濃度変動周期が相殺されるように設定された現像ローラ２４の回転数へ可変させる変位目標パルスを算出する算出手段６５を含んでいる。
現像駆動モータ（現像ローラ駆動源）６１（図４）はこの変位目標設定パルスによって駆動されるように制御され、この現像駆動モータ６１を、濃度変動制御手段６２によってフィードバック制御することで、現像ローラ２４の回転数を変更させ、現像ローラ２４の周期の濃度変動を低減するように構成されている。

図６は画像形成ユニットによって形成された転写ベルト上の濃度変動成分検出用のパターン像を検出するパターン検出手段を示す概略図である。図６には、画像形成ユニットによって形成された転写ベルト８上の濃度変動成分検出用のパターン像５４を検出するパターン検出手段を示している。
この濃度変動成分検出用のパターン検出手段は、転写ベルト８の画像領域においてその幅方向の両端に各々１組ずつ配置された照明用光源のＬＥＤ素子５５と反射光を受光する受光素子５６、及び１対の集光レンズ５７とを備えている。ＬＥＤ素子５５は、転写ベルト８上の濃度変動成分検出用のパターン５４を検出するために必要な反射光を作り出すための光量を有するＬＥＤである。
また、受光素子５６は、転写ベルト８上の濃度変動成分検出用のパターン像５４から反射した光が集光レンズ５７を通過して入射するように配置されている。受光素子５６の出力は、濃度により変動し、検出濃度が濃ければ出力値が高く、濃度が低下するに従って出力値が下がっていく構成である。

図７は濃度検出センサの出力値と演算結果をグラフで示す図である。図７には、濃度検出センサの出力値を示している。図中の（１）は、測定パターンが進行した時の出力を示しており、周期性を持った濃度変動が現れている。
この周期変動は、現像スリーブ２４ｂの振れにより発生する濃度変動であり、現像スリーブ２４ｂの１回転に１回の周期で発生している。そこで、センサ生出力に対してフーリエ変換を実施し、現像スリーブ２４ｂの１回転周期の変動のみを抽出した結果を図中の（２）に示している。
また、抽出された結果の位相及び振幅を算出し、算出された値は、濃度変動データとして、装置内記憶装置内にデータとして収納されている。さらに、計測処理と同時に図中（３）のホームポジションセンサ（後述）の結果もデータとして収納される。

図８は現像装置の駆動伝達機構を示す概略図である。ホームポジションセンサ５８は、図８に示す構成で、現像軸上には、ユニット側に駆動カップリング５９が装着されており、駆動カップリング５９には本体側駆動カップリングから駆動を伝達される爪５９−１が一体で成型されている。
装置本体側の構成としては、現像部へ駆動を伝達する最終段の現像駆動ギヤ６０が図示しない本体側板内に回転自在に保持されており、現像駆動ギヤ６０には図示しない駆動モータと連結し、駆動を伝達する構成である。
本体側の現像駆動ギヤ６０にも現像ユニット（現像装置）２２側に駆動を伝達する爪６０−１が一体で成型されており、図中の矢印方向に現像ユニット２２が着脱される構成である。現像ユニットが装置本体内に装着された状態においては、各々のギヤに設けられた爪が互いに係合して駆動が伝達される構造になっている。
また、本体側の現像駆動ギヤ６０の円周上に設けられた突起６０−２は、現像駆動ギヤ６０の位置検出を行う突起であり、現像ローラ２４と同期した回転を行う。この突起６０−２を、ホームポジションセンサ５８では現像ローラ２４の回転位置の基準マークとし、この基準マークに対して検出された濃度変動の位相を特定することが可能となる。

上記一連の動作において、濃度変動と現像ローラ２４のホームポジションからの位置との関係が明確になり、ホームポジションから濃度が最も濃い位置との位相が明確になる。濃度が濃い部分は、現像ローラ２４と感光体２Ｙ（図２）間のギャップが少ない状態で、トナー供給が多いことを示している。
そこで、濃度が濃くなる現像ローラ２４の位置では、現像ローラ２４の回転数を遅くすることで、トナー供給量を少なくすることが可能である。この場合に、現像ローラ２４の回転が濃度変動振幅に応じて変動し、かつ濃度変動が一定になる補正テーブルを事前の検証で備えてあるものとする。

図９は濃度補正可能なモータ駆動信号を入力した際のモータ回転数と現像スリーブの回転数をグラフで示す図である。次に、図７において、上記一連の動作にて算出された濃度補正可能なモータ駆動信号を入力した際のモータ回転数と現像スリーブの回転数を示す。
モータ駆動に与られる目標回転数は、本体駆動ギヤとの減速比を考慮し周波数が決定される。入力された目標回転数によって、現像ローラ２４（図２）上の回転数は、濃度が濃いところが回転数として遅く制御される構成となっており、回転制御を行うことで、図中（３）に示すように濃度変動が一定となる。
また、本発明を実施する画像形成装置において、一般的に現像ローラを含む現像ユニット（現像装置）２２（図２）は装置本体寿命より短い寿命設定がされており、交換可能な構成となっている。そこで、現像ユニット２２が交換された際には、いままで装着されていた現像ローラ２４（図２）の振れも変化する。
そこで、再度、上記の位相制御を行う必要が出てくる。この場合に、上記位相調整制御を行うタイミングが現像ローラ２４を含む現像ユニット２２が交換された際にのみ実施することで、装置自体の調整時間を短縮することができ、かつ、現像ユニット交換時の濃度変動を抑えることが可能となる。

また、本発明を実施する画像形成装置において、メンテナンス等にて作像ユニットを交換することが可能なカバー（図示せず）を開閉した際に、上記位相調整制御を実施することを特徴としている。サービスマン等によるメンテナンスで現像駆動ローラを含む現像ユニット（現像装置）２２（図２）が脱着された際に本体駆動ギヤとユニットギヤとの係合関係が変化する可能性がある。
係合関係が変化すると言うことは、ホームポジションセンサ５８（図８）と現像スリーブの振れの位置が変化してしまうことになり、的確なフィードバック制御ができない可能性がある。
そこで、装置自体の調整時間は、増えてしまうが的確なフィードバック制御を実施するために、メンテナンス可能なカバー開閉に応じて、上述した一連の調整作業を実施することによって、より安定した濃度変動を抑えることが可能となる。

また、本発明による画像形成装置においては、プロセスカートリッジを使用する。このプロセスカートリッジ１８Ｙ（図１）は、少なくとも現像装置を備え、上述した回転駆動装置にて駆動される回転体（現像駆動ギヤ）６０（図１）を含み、かつ、画像形成装置に対して着脱可能に構成されている。
上述した画像形成装置において、前述の駆動制御により駆動される回転体６０、もしくは回転体を構成に有するプロセスカートリッジには、交換キットとして使用するために、回転体６０の周方向の回転角変位データが保存された記録媒体（図示せず）が同梱されている。
交換部品としての回転体、又は、プロセスカートリッジを画像形成装置内の該当部品、又は、プロセスカートリッジと交換する際、添付された記録媒体から読み取り装置（図示せず）によって回転角変位データを取り出す。

そして、例えば、パーソナルコンピュータ等により、位相及び振幅データを算出し、そのデータを画像形成装置に入力することで、交換部品としての回転体６０、又は、プロセスカートリッジ１８Ｙを交換した際にも、安定した駆動を行うことができ、かつ、装置の調整時間も発生せず、良好な画像品質が得られることとなる。
プロセスカートリッジは、前述した駆動制御により駆動される、回転体６０、もしくは回転体６０を構成に有しており、また、回転体６０の周方向の位相及び振幅データが保存された記録媒体を構成に含み、さらに、本体側に記憶媒体読み取り装置（図示せず）を備えている。記録媒体には、ＩＤチップレベルの安価な記録媒体を使用する。
記録媒体は、プロセスカートリッジ１８Ｙに設置されており、プロセスカートリッジ１８Ｙ内の構成である回転体６０の位相及び振幅データが予め格納されている。画像形成装置にプロセスカートリッジ１８Ｙがセットされ、セットが認識された際、本体記録媒体読み取り装置により本体の回転体駆動装置内の各定数が読み込まれてセットされる。

画像形成装置が動作する際には、取り込まれた定数を用いた回転体駆動装置によって回転体が駆動される。従って、交換部品としての回転体６０、又は、プロセスカートリッジ１８Ｙを交換した際にも、安定した駆動を行うことができ、かつ、装置の調整時間も発生せず、良好な画像品質が得られることになる。
プロセスカートリッジ１８Ｙは、回転体６０の周方向の位相及び振幅データを印字したデカルを貼り付ける構成にすることができる。本発明による駆動制御により駆動される、回転体６０、もしくは回転体６０を構成に有するプロセスカートリッジ１８Ｙは、回転体６０の周方向の回転角変位データを印字したデカルを貼り付けてある。
回転体６０の位相及び振幅データは、測定治具等により予め計測され、計算される。それぞれは定数として求められ、その値をデカルに印字し、部品またはプロセスカートリッジ１８Ｙに貼り付けてある。
本発明による駆動制御により駆動される回転体６０、もしくは回転体６０を有するプロセスカートリッジ１８Ｙを交換する際には、そのデカルを剥がし、部品もしくはプロセスカートリッジ１８Ｙを交換し、画像形成装置操作部画面（図示せず）から、それぞれの値を入力する。

このように、デカルのような安価な記録手段に記録された情報から、容易に画像形成手段に位相及び振幅データを入力することで、安定した駆動を行うことができ、かつ、装置の調整時間も発生せず、良好な画像品質が得られることとなる。
また、本発明による駆動制御により駆動される、回転体６０、もしくは回転体６０を構成に有するプロセスカートリッジ１８Ｙにおいては回転体６０の周方向の位相及び振幅データを直接印字することも可能である。
この直接印字は、上述したデカルの場合に類似しているが、部品もしくはプロセスカートリッジ１８Ｙに直接位相及び振幅データを記載する構成になっている。部品測定時に印字治具を用いて直接印字するため、デカル用紙等が不要であり、安価に記録できる。
また、本発明による画像形成装置において、作像手段がカラー画像である構成においては、単色での濃度ムラもさることながら、重ね合わせによって得られる画像においては、さらに効果を発揮することができ、カラー画像形成装置のさらなる高画質化が可能となる。

また、本発明による画像形成装置において、上述した駆動制御を実施するにあたり、１色の作像ユニットに付き現像スリーブを駆動する駆動モータが独立して構成されていなければ、各色を単独でフィードバック制御することができない。従って、カラー画像形成装置においては、各色現像を独立で構成することによって、上述した駆動制御を達成することが可能となり、カラー画像形成装置のさらなる高画質化が可能となる。
さらに、本発明による画像形成装置において、使用するテストトナーパターンの濃度検出センサとカラー画像形成装置における位置変動制御の情報源である位置センサとを共用にすることができる。これによって、装置内の検出手段の簡素化が可能となり、装置コストの低減が可能となる。

画像形成装置の一例であるカラープリンタを示す概略図。 イエロー用の像担持体を有するプロセスカートリッジの構成を示す断面図。 プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された時の様子を示す断面図。 本発明による濃度変動制御手段を説明する概略ブロック図。 図４の濃度変動制御手段の詳細を説明する概略ブロック図。 画像形成ユニットによって形成された転写ベルト上の濃度変動成分検出用のパターン像を検出するパターン検出手段を示す概略図。 濃度検出センサの出力値と演算結果をグラフで示す図。 現像装置の駆動伝達機構を示す概略図。 濃度補正可能なモータ駆動信号を入力した際のモータ回転数と現像スリーブの回転数をグラフで示す図。 従来の現像ローラを示す概略図。 この現像ローラを備えた現像装置の概略図。

符号の説明

１ 画像形成装置（レーザプリンタ）
２Ｙ 像担持体（感光体ドラム）
３ 転写材搬送装置
８ 転写ベルト（転写材担持体、回転体）
９Ｙ 転写装置（転写ブラシ）
１５ 定着ローラ
１６ 加圧ローラ
１８Ｙ プロセスカートリッジ
２２ 現像装置
２４ 現像ローラ
５４ 濃度変動成分検出用のパターン像
５５ ＬＥＤ素子
５６ 受光素子
５７ 集光レンズ
５８ 基準マーク検出手段（ホームポジションセンサ）
６０ 回転体（最終段駆動ギヤ、本体側の現像駆動ギヤ）
６０−２ 突起
６１ 現像ローラ駆動源（現像駆動モータ）
６２ 濃度変動制御手段
６３ パターン検出手段
６４ 演算手段
６５ 算出手段
ＤＹ ２成分系現像剤
Ｓ 転写材

Claims (11)

1. 画像形成装置本体と、静電潜像を担持可能な像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給し、トナー像を現像する現像ローラと、前記現像ローラを駆動する駆動源と、を備えた画像形成装置において、現像された前記トナー像の濃度変動情報を基に前記駆動源に対して回転パルス指令を与え、前記現像ローラの１回転の濃度変動を一定に保つように制御する濃度変動制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度変動制御手段は、前記像担持体上に形成後に転写材担持体に転写されたテストトナーパターンの濃度を検出するパターン検出手段と、連続した複数個の前記テストトナーパターンの濃度から前記現像ローラの周期で発生している濃度変動成分を抽出して前記濃度変動周期の位相値及び振幅値を求める演算手段と、該演算手段の演算結果に基づき前記現像ローラの回転数を、濃度変動周期を相殺する回転数へと変位させるための変位目標設定パルスを算出する算出手段と、から構成され、前記現像ローラの前記駆動源を前記変位目標設定パルスによってフィードバック制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記駆動源の駆動を前記現像ローラに伝達する回転体と、該回転体の回転位置の基準となる基準マークと、該基準マークを検出する基準マーク検出手段と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記変位目標設定パルスを算出するタイミングは、前記現像ローラを含むユニットが交換されたタイミングであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置。
5. 前記装置本体側に前記基準マーク及び基準マーク検出手段を備え、前記変位目標設定パルスを算出するタイミングは、前記装置本体に備えたカバーの開閉動作時のタイミングであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の画像形成装置。
6. 静電潜像を担持可能な像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給し、トナー像を現像する現像ローラと、を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジであって、少なくとも前記画像形成装置本体に設けた駆動源の駆動を前記現像ローラに伝達する回転体を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 前記回転体の周方向の位相及び前記振幅値を保存する記録媒体を有することを特徴とする請求項６記載のプロセスカートリッジ。
8. 前記記録媒体を前記画像形成装置本体側に設けた記憶媒体読み取り装置によって読み取ることを特徴とする請求項７記載のプロセスカートリッジ。
9. 請求項６乃至８の何れか一項記載のプロセスカートリッジを複数個搭載したことを特徴とする画像形成装置。
10. 各プロセスカートリッジを構成する前記現像ローラは、各々独立して駆動可能であることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記パターン検出手段は、前記テストトナーパターンの濃度を検出すると共に、カラー画像の位置合わせのための位置検出を行うことを特徴とする請求項９又は１０記載の画像形成装置。

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