JP2000098704A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間濃度部に濃度ムラをなくし、帯電手段の
大型化やコストアップを伴うことなく、像担持体の長寿
命化を図る。 【解決手段】選択された入力経路のデジタル画像信号が
２値である場合と多値である場合とにより、帯電バイア
ス周波数切り換え装置５０で帯電バイアス電圧の周波数
を切り換える。これに対応して、帯電電流切り換え装置
で帯電バイアス電圧のＡＣ成分の電流値を切り換え、か
つ現像バイアス周波数切り換え装置７０で現像バイアス
電圧のＡＣ成分の周波数を切り換える。例えば、選択さ
れた入力経路のデジタル画像信号が２値である場合、多
値である場合よりも帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波
数を小さくする。これにより、中間濃度部に濃度ムラの
発生を確実に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル方式の、
複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置、その
中でも特に像担持体表面に接触配置した帯電部材と、該
帯電部材にＡＣ成分とＤＣ成分からなる帯電バイアス電
圧を印加する帯電バイアス電圧印加手段とを有する画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置としては、電子写
真方式のデジタル複写機やプリンタが挙げられるが、こ
のような装置では、帯電手段で一様に帯電した像担持体
表面に入力した２又は多値の画像信号に対応した画像露
光を照射することにより静電潜像を形成し、この静電潜
像を現像手段によりトナー像として現像した後、そのト
ナー像を転写手段で紙等の転写材に転写し、定着手段で
トナー像を該転写材上に定着して出力している。

【０００３】帯電手段の一例として、図１１に示す接触
帯電方式の帯電装置が挙げられる。１１は金属の芯金１
９の周囲を導電性又は半導電性の弾性部材２０で包み込
んだ帯電部材たる帯電ローラである。帯電ローラ１１は
加圧手段（不図示）で所定の圧力をもって像担持体１０
に接触させられており、像担持体１０が矢印Ｒ１方向に
回転すると帯電ローラ１１も矢印Ｒ２方向に従動回転す
る構成になっている。また、画像形成のタイミングに同
期して、帯電ローラ１１の芯金１９に、ＡＣ成分とＤＣ
成分からなる帯電バイアス電圧が帯電バイアス印加電源
３０により印加されることで、像担持体１０の表面は帯
電バイアス電圧のＤＣ成分とほぼ同等の電位となるよう
に帯電される。以下、この種の帯電方式をＡＣバイアス
による接触帯電方式と呼ぶ。なお、３１は交流電源、３
２は直流電源である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述
の、ＡＣバイアスによる接触帯電方式の帯電装置には、
帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数に対応した帯電ム
ラが生じる場合があるという欠点があった。

【０００５】帯電ムラの一例を帯電電位の分布図で示し
たのが図１２である。図１２中の横軸は像担持体１０の
回転方向に沿った像担持体１０表面上の位置である。ま
た、図１２中の縦軸は像担持体１０表面の帯電電位であ
る。帯電ムラの周期は帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周
波数に一致している。帯電ムラは現像後のトナー像の濃
度のムラ、ひいては出力画像の濃度のムラとなって画像
の品位を低下させてしまう。

【０００６】この種の帯電ムラは、帯電バイアス電圧の
ＡＣ成分の周波数を大きくすると徐々に小さくなること
が既に知られている。

【０００７】しかしながら、一方では、ＡＣバイアスに
よる接触帯電方式の帯電装置には、帯電バイアス電圧の
ＡＣ成分の周波数が大きくなると、像担持体表面に与え
るダメージが大きくなるという欠点もあった。

【０００８】ＡＣバイアスによる接触帯電方式の帯電装
置では、像担持体表面に接触させた帯電部材にＡＣ成分
を含んだ帯電バイアス電圧を印加することで、像担持体
表面の極近傍に極性が交番する非常に強い電界を生じさ
せる。そして、この交番電界が多量のプラズマイオンを
発生し、かつ加速する。その結果、この加速された多量
のプラズマイオンが、像担持体表面に衝突することで像
担持体表面が削り取られるという現象がある（以下、こ
の現象を「接触帯電による像担持体表面の削れ現象」と
呼ぶ）。

【０００９】帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数が大
きくなると、プラズマイオンの衝突の回数が増えるの
で、接触帯電による像担持体表面の削れ現象がより顕著
になることは言うまでもない。

【００１０】像担持体表面の削れが進行して、表面の感
光層や絶縁層が薄くなると以下のような不具合が発生す
る。

【００１１】まず第１に、表面の感光層や絶縁層が薄く
なると像担持体表面が傷つきやすくなる。第２に、像担
持体表面の静電気容量の増大に伴い帯電電位を得るため
に必要な電荷量も増大し、その結果、十分な帯電電位が
得られなくなったり、またそのような帯電不足を補うた
めには帯電バイアス電源の大型化を余儀なくされる。

【００１２】以上をまとめると、従来のＡＣバイアスに
よる接触帯電方式の帯電装置では、帯電バイアス電圧の
ＡＣ成分の周波数が小さいと生じる帯電ムラという欠点
と、帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を大きくする
と像担持体の寿命が短くなるばかりか帯電バイアス電源
が大型化、かつコストアップしてしまうという欠点とを
同時に解消できないという問題点があった。

【００１３】本発明者の検討によると、帯電バイアス電
圧のＡＣ成分の周波数に対応して生じる帯電ムラによる
画像に対する悪影響は、形成した画像中の中間濃度部で
特に顕著に現れることが判明した。

【００１４】また、帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波
数に対応して生じる帯電ムラによる画像に対する悪影響
の度合いは、現像バイアスのＡＣ成分の周波数により、
大きく影響することが解った。

【００１５】つまり、濃度情報を伴う多値のデジタル画
像形成やより濃度を忠実に再現可能な１画素のサイズよ
り小さな画像形成の場合に、帯電ムラによる画像に対す
る悪影響が特に顕著に現れるのである。

【００１６】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数に対応し
て生じる帯電ムラが画像に悪影響を及ぼすことがなく、
同時に、帯電バイアス電源の大型化、コストアップを強
いることなく像担持体の長寿命化が可能になる画像形成
装置を提供することを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明は、像担持体表面を帯電手段によっ
て均一に帯電し、帯電後の前記像担持体表面を画像露光
手段で露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像手
段によってトナーを付着させてトナー像として現像する
画像形成装置において、前記帯電手段は、前記像担持体
に接触配置した帯電部材と、該帯電部材にＡＣ成分とＤ
Ｃ成分とからなる帯電バイアス電圧を印加する帯電バイ
アス電圧印加装置と、前記帯電バイアス電圧のＡＣ成分
の周波数を少なくとも２種類以上切り換えられる帯電バ
イアス周波数切り換え装置と、前記帯電バイアスのＡＣ
成分により前記像担持体に流れる電流が所定値となるよ
うに前記ＡＣ成分の振幅を制御する制御装置と、を有
し、前記画像露光手段は、それぞれ異なるデジタル画像
信号の入力経路を複数有し、これらデジタル画像信号入
力経路の中から１種類の入力経路を選択し、該選択され
た入力経路から入力したデジタル画像信号に対応して発
光される光ビームにより帯電後の前記像担持体表面を露
光するものであり、前記現像手段は、前記像担持体上の
静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、該現像剤
担持体にＡＣ成分とＤＣ成分とからなる現像バイアス電
圧を印加する現像バイアス電圧印加装置と、前記現像バ
イアス電圧のＡＣ成分の周波数を少なくとも２種類以上
切り換えられる現像バイアス周波数切り換え手段と、を
有し、前記選択された入力経路のデジタル画像信号が２
値である場合と多値である場合とにより、前記帯電バイ
アス周波数切り換え装置で前記帯電バイアス電圧の周波
数を切り換えるのに対応して、前記帯電電流切り換え装
置で前記帯電バイアス電圧のＡＣ成分の電流値を切り換
え、かつ前記現像バイアス周波数切り換え装置で前記現
像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を切り換える、こと
を特徴とする。

【００１８】請求項２の発明は、請求項１の画像形成装
置において、前記選択された入力経路のデジタル画像信
号が２値である場合と多値である場合とでは、前記２値
である場合の方が前記多値である場合よりも前記帯電バ
イアス周波数切り換え装置で切り換える前記帯電バイア
ス電圧のＡＣ成分の周波数を小さい方向に切り換える、
ことを特徴とする。

【００１９】請求項３の発明は、像担持体表面を帯電手
段によって均一に帯電し、帯電後の前記像担持体表面を
画像露光手段で露光して静電潜像を形成し、該静電潜像
に現像手段によってトナーを付着させてトナー像として
現像する画像形成装置において、前記帯電手段は、前記
像担持体に接触配置した帯電部材と、該帯電部材にＡＣ
成分とＤＣ成分とからなる帯電バイアス電圧を印加する
帯電バイアス電圧印加装置と、前記帯電バイアス電圧の
ＡＣ成分の周波数を少なくとも２種類以上切り換えられ
る帯電バイアス周波数切り換え装置と、前記帯電バイア
スのＡＣ成分により前記像担持体に流れる電流が所定値
となるように前記ＡＣ成分の振幅を制御する制御装置
と、を有し、前記画像露光手段は、それぞれ異なるデジ
タル画像信号の入力経路を複数有し、これらデジタル画
像信号入力経路の中から１種類の入力経路を選択し、該
選択された入力経路から入力したデジタル画像信号に対
応して発光される光ビームにより帯電後の前記像担持体
表面を露光するものであり、前記現像手段は、前記像担
持体上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、
該現像剤担持体にＡＣ成分とＤＣ成分とからなる現像バ
イアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加装置と、前
記現像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を少なくとも２
種類以上切り換えられる現像バイアス周波数切り換え手
段と、を有し、前記選択された入力経路のデジタル画像
信号の最小画素単位のサイズにより、前記帯電バイアス
周波数切り換え装置で前記帯電バイアス電圧の周波数を
切り換え、かつ前記現像バイアス周波数切り換え装置で
前記現像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を切り換え
る、ことを特徴とする。

【００２０】請求項４の発明は、請求項３の画像形成装
置において、前記選択された入力経路のデジタル画像信
号の最小画素単位のサイズがより大きい場合に、前記帯
電バイアス周波数切り換え手段で前記帯電バイアス電圧
のＡＣ成分の周波数を小さく切り換える、ことを特徴と
する。

【００２１】請求項５の発明は、像担持体表面を帯電手
段によって均一に帯電し、帯電後の前記像担持体表面を
画像露光手段で露光して静電潜像を形成し、該静電潜像
に現像手段によってトナーを付着させてトナー像として
現像する画像形成装置において、前記帯電手段は、前記
像担持体に接触配置した帯電部材と、該帯電部材にＡＣ
成分とＤＣ成分とからなる帯電バイアス電圧を印加する
帯電バイアス電圧印加装置と、前記帯電バイアス電圧の
ＡＣ成分の周波数を少なくとも２種類以上切り換えられ
る帯電バイアス周波数切り換え装置と、前記帯電バイア
スのＡＣ成分により前記像担持体に流れる電流が所定値
となるように前記ＡＣ成分の振幅を制御する制御装置
と、を有し、前記画像露光手段は、それぞれ異なるデジ
タル画像信号の入力経路を複数有し、これらデジタル画
像信号入力経路の中から１種類の入力経路を選択し、該
選択された入力経路から入力したデジタル画像信号に対
応して発光される光ビームにより帯電後の前記像担持体
表面を露光するものであり、前記現像手段は、前記像担
持体上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、
該現像剤担持体にＡＣ成分とＤＣ成分とからなる現像バ
イアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加装置と、前
記現像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を少なくとも２
種類以上切り換えられる現像バイアス周波数切り換え手
段と、を有し、前記選択された入力経路により、前記帯
電バイアス周波数切り換え装置で前記帯電バイアス電圧
の周波数を切り換え、かつ前記現像バイアス周波数切り
換え装置で前記現像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を
切り換える、ことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２３】〈実施の形態１〉まず、図１に基づいて、
本発明の実施の形態１を説明する。同図は、本実施の形
態の画像形成装置の要部断面図である。また、図２に
は、フローチャートを示す。

【００２４】図１に示す画像形成装置は、帯電ローラ
（帯電部材）１１、帯電バイアス周波数切り換え装置５
０、帯電バイアス電源（帯電バイアス電圧印加装置）４
０から構成されている一次帯電装置（帯電手段）３５
で、像担持体（例えば、感光ドラム）１０表面を所定の
極性、所定の電位に均一の帯電した後、複数種類の入力
経路の中から１種類の経路を選択し、選択した入力経路
から入力したデジタル画像信号に対応して発光される光
ビームにより画像に対応した画像露光１２を前記帯電後
の像担持体１０表面に照射して静電潜像を形成し、その
後、その静電潜像を、現像装置１３、現像バイアス周波
数切り換え装置７０、現像バイアス電源（現像バイアス
電圧印加手段）６０から構成される現像手段６５で、ト
ナー像として現像している。そして、そのトナー像を転
写帯電装置１４で転写材１８に転写し、さらに転写後の
トナー像を定着装置（不図示）で転写材１８上に定着し
た後、出力画像として排出している。なお、トナー像転
写時に、転写材１８に転写されないで像担持体１０表面
に残ったトナーは、クリーニング装置１７によって除去
される。

【００２５】像担持体１０としては、ドラム型の電子写
真感光体を使用することができる。例えば、アルミニウ
ム製のドラム基体の外周面にＯＰＣ（有機光半導体）か
らなる感光層を設けたものを、本実施例における像担持
体として使用することができる。

【００２６】帯電部材としての帯電ローラ１１は、金属
製の芯金１９とその芯金１９の周囲を包み込む導電性又
は半導電性の弾性部材２０で構成した回転可能な円筒状
の部材であり、加圧手段（不図示）で所定の圧力をもっ
て像担持体１０に接触されており、像担持体１０が矢印
Ｒ１方向に回転すると帯電ローラ１１も矢印Ｒ２方向の
従動回転する構成になっている。また、画像形成のタイ
ミングに同期して、帯電ローラ１１の芯金１９にＡＣ成
分とＤＣ成分からなる帯電バイアス電圧が帯電バイアス
電源４０により印加されることで、像担持体１０の表面
は帯電バイアス電圧のＤＣ成分とほぼ等しい電位となる
ように帯電される。

【００２７】帯電バイアス電源４０は、ＤＣ成分電源部
４３と、第１の周波数のＡＣ成分を発生する第１のＡＣ
成分電源部４１と、第２の周波数のＡＣ成分を発生する
第２のＡＣ成分電源部４２から構成されている。本実施
の形態においては、ＤＣ成分電源部４３の出力の値は−
７５０（Ｖ）であり、第１のＡＣ成分電源部４１の出力
の帯電バイアス周波数は８００（Hz）であり、第２のＡ
Ｃ成分電源部４２の出力の帯電バイアス周波数は１２０
０（Hz）であり、第１、第２のＡＣ成分電源部４１、４
２の出力がそれぞれ１．０ｍＡ，１．３ｍＡの定電流と
なるようにＡＣ成分の振幅が制御されている。

【００２８】帯電ローラ１１には、帯電バイアス周波数
切り換え装置５０によって選択された第１の周波数か第
２の周波数のうちどちらか一方の周波数の帯電バイアス
電圧が印加される。第１の周波数の帯電バイアス電圧が
印加された場合の像担持体１０表面の帯電電位の分布を
図３（ａ）に、また第２の周波数の帯電バイアス電圧が
印加された場合の像担持体１０表面の帯電電位の分布を
図３（ｂ）に示す。第１の周波数の帯電バイアス電圧で
帯電した像担持体１０表面は約−７５０（Ｖ）に帯電さ
れるものの、約５０（Ｖ）のリップルをもっている（こ
のリップルが上述した帯電ムラのことである）。一方、
第２の周波数の帯電バイアス電圧で帯電した像担持体１
０表面は均一に−７５０（Ｖ）に帯電される。

【００２９】画像露光１２は、デジタル画像信号入力経
路から入力したデジタル画像信号に対応して発光される
光ビームにより像担持体１０表面に行われ、像担持体１
０表面に静電潜像を形成する。

【００３０】現像装置１３は、現像バイアス電圧を印加
した現像剤担持体（例えば、現像スリーブ）１５に摩擦
帯電したトナーをコートし、そのトナーを現像剤担持体
１５と像担持体１表面の静電潜像とが形成する電界で像
担持体１０表面に付着させて現像するものである。

【００３１】現像バイアス電源６０は、ＤＣ成分電源部
６３と、第１の周波数のＡＣ成分を発生する第１のＡＣ
成分電源部６１と、第２の周波数のＡＣ成分を発生する
第２のＡＣ成分電源部６２から構成されている。本実施
の形態においては、ＤＣ成分電源部６３の出力の値は−
５００（Ｖ）であり、第１のＡＣ成分電源部６１の出力
の帯電バイアス周波数は１６００（Hz）であり、第２の
ＡＣ成分電源部６２の出力の帯電バイアス周波数は２４
００（Hz）である。なお、第１、第２のＡＣ成分電源部
６１、６２のピーク間電圧は、いずれも８００（Ｖ）で
ある。

【００３２】現像剤担持体１５に印加する現像バイアス
電圧は、現像バイアス周波数切り換え装置（現像バイア
ス周波数切り換え手段）７０によって、上述の第１、第
２のＡＣ成分電源部６１、６２を選択することにより、
第１の現像バイアス電圧（−５００（Ｖ）のＤＣ成分
と、ピーク間電圧が８００（Ｖ）で周波数が１６００
（Hz）のＡＣ成分からなる現像バイアス電圧）と、第２
の現像バイアス電圧（−５００（Ｖ）のＤＣ成分と、ピ
ーク間電圧が８００（Ｖ）で周波数が２４００（Hz）の
ＡＣ成分からなる現像バイアス電圧）の２種類の現像バ
イアス電圧が選択できる構成になっている。

【００３３】第１、第２の現像バイアス電圧の周波数は
それぞれ、第１、第２の帯電バイアス電圧の周波数が選
択されたときに最も画像の不具合の発生し難い値に設定
されている。

【００３４】像担持体１０表面上の静電潜像の電位と、
その電位の静電潜像を現像し転写材に転写し定着した後
の出力画像の濃度の関係とを図３に示す。図３（ａ）が
第１の現像バイアス電圧による電位と濃度の関係で、図
３（ｂ）が第２の現像バイアス電圧による電位と濃度の
関係である。

【００３５】本実施の形態の画像形成装置においては、
入力されたデジタル画像信号が２値であるか多値である
かによって、帯電バイアス周波数切り換え装置５０によ
って帯電バイアス電圧の周波数を切り換える。同時に現
像バイアス電圧の周波数をも、現像バイアス周波数切り
換え装置７０により切り換える。

【００３６】図２のフローチャートに示すように、入力
されたデジタル画像信号が２値であった場合は（Ｓ
１）、帯電バイアス周波数切り換え装置５０によって第
１の周波数（８００Hz）の帯電バイアス電圧を帯電ロー
ラ１１に印加し像担持体１０表面を帯電する（Ｓ２）。
また、現像バイアス周波数切り換え装置７０によって第
１の周波数（１６００Hz）の現像バイアス電圧を現像剤
担持体１５に印加する（Ｓ３）。そして、画像信号に対
応した画像露光をレーザ等の光ビームで照射することに
より静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置１３に
よりトナー像として現像した後、そのトナー像を転写材
１８に転写し、定着して出力する（Ｓ４）。

【００３７】第１の周波数（８００Hz）の帯電バイアス
電圧による帯電を行った場合には、像担持体１０表面に
帯電電位には約５０（Ｖ）のリップルが生じるが、中間
濃度部を含まない２値のデジタル画像データでは以下に
説明するような理由で、その帯電電位のリップルが画像
に悪影響を及ぼさない。

【００３８】２値のデジタル画像データ、すなわち、中
間濃度部を含まない画像においては白地部と画像部のみ
が存在する。白地部の電位は図５（ａ）に示すようにな
り、図４の関係のように現像特性が飽和している領域な
ので、図５（ｂ）に示すように、出力後の白地部に濃度
の濃淡リップルは残らない。一方、べた黒画像部（黒地
部）の電位も図７（ａ）に示すようになるが、これも図
４の関係のように現像特性が飽和している領域なので、
図７（ｂ）に示すように、出力後のべた黒画像部に濃度
の濃淡リップルは残らない。つまり、帯電電位のリップ
ルがそのまま残っていても、出力画像部に帯電電位のリ
ップルの悪影響は現れない。

【００３９】また、現像バイアス電圧の周波数は帯電バ
イアス電圧のＡＣ成分と干渉を起こし、帯電電位のリッ
プルの画像への悪影響を更に悪化させることもあるが、
そのような状況になり難い現像バイアス電圧の周波数が
選択されているため、これにより画像の品位が守られる
のである。

【００４０】一方、入力されたデジタル画像信号が多値
であった場合は（Ｓ１）、帯電バイアス周波数切り換え
装置５０によって第２の周波数（１２００Hz）の帯電バ
イアス電圧を帯電ローラ１１に印加し像担持体１０表面
を帯電する（Ｓ５）。また、現像バイアス周波数切り換
え装置７０によって第２の周波数（２４００Hz）の現像
バイアス電圧を現像剤担持体１５に印加する（Ｓ６）。
そして同様に、画像信号に対応した画像露光をレーザ等
の光ビームで照射することにより静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像装置１３によりトナー像として現像し
た後、そのトナー像を転写材１８に転写し、定着して出
力する（Ｓ４）。

【００４１】第２の周波数（１２００Hz）の帯電バイア
ス電圧による帯電を行った場合には、像担持体１０表面
は均一に−７５０（Ｖ）に帯電されるので、中間濃度部
を多く含む多値のデジタル画像でも、濃度ムラの無い高
品位な状態で出力できる。

【００４２】このときもまた、現像バイアス電圧の周波
数は帯電バイアス電圧のＡＣ成分と干渉を起こし、帯電
電位のリップルの画像への悪影響をさらに悪化させるこ
ともあるが、そのような状況になり難い現像バイアス電
圧の周波数が選択されているため、これにより画像の品
位が守られるのである。

【００４３】もし、このとき、帯電バイアス電圧が第１
の周波数であれば、中間濃度部の電位は図６（ａ）に示
すようになり、出力後の画像部に図６（ｂ）のような濃
度の濃淡リップルが残ったであろう。

【００４４】本実施の形態によれば、入力されたデジタ
ル画像信号が２値であった場合でも多値であった場合で
も、出力する画像が常に高品位であると同時に、帯電バ
イアス電圧の周波数を必要最小限の場合（中間濃度部の
再現を必要とする多値のデジタル画像）のみでしか大き
くしないので像担持体１０へのダメージも最小限に抑え
ることができる。つまり、簡単で安価な構成で高品位な
画像を得ることと、像担持体１０の長寿命化を図ること
とが可能になった。

【００４５】本実施の形態においては、入力されたデジ
タル画像信号が２値であった場合の帯電バイアス電圧の
周波数を８００Hz、現像バイアス電圧の周波数を１６０
０Hz、入力されたデジタル画像信号が多値であった場合
の帯電バイアス電圧の周波数を１２００Hz、現像バイア
ス電圧の周波数を２４００Hzとしたが、これら周波数は
画像形成装置の像担持体１０の移動速度、一次帯電部位
における像担持体１０の曲率、帯電ローラ１１の直径等
で代表される一次帯電部位の境界条件に応じて適切な周
波数を選択することが望ましい。

【００４６】〈実施の形態２〉次に、本発明の実施の形
態２について説明する。なお、本実施の形態２における
画像形成装置の構成は、上述の実施の形態１の画像形成
装置の構成（図１参照）と同様なので、重複説明は省略
する。

【００４７】図８に本実施の形態におけるフローチャー
トを示す。

【００４８】本実施の形態における画像露光１２の走査
方向の解像度は可変であり、２００、４００、６００、
１２００、２４００dpi の画素での画像露光１２が可能
であり、使用者が、例えば、画像形成装置本体の操作パ
ネル（不図示）から設定可能である。

【００４９】画像露光１２の走査方向の解像度の違いに
よる、像担持体１０表面の電位（静電潜像の電位）と出
力画像の濃度との関係は、図９（ａ）、（ｂ）のように
なる。（ａ）は２００dpi の画素での画像露光時を、ま
た（ｂ）は１２００dpi の画素での画像露光時を示す。

【００５０】本実施の形態の画像形成装置において、使
用者の設定した走査方向の解像度に応じて、帯電バイア
ス周波数切り換え装置５０によって帯電バイアス電圧の
周波数を切り換える。同時に、現像周波数切り換え装置
７０によって現像バイアス電圧の周波数を切り換える。

【００５１】使用者の設定した走査方向の解像度が２０
０、４００dpi 、つまり中間濃度部の表現力が弱い設定
であった場合は（Ｓ１１）、帯電バイアス周波数切り換
え装置５０によって第１の周波数（８００Hz）の帯電バ
イアス電圧を帯電ローラ１１に印加し、像担持体１０表
面を帯電する（Ｓ１２）。また、現像バイアス周波数切
り換え装置７０によって第１の周波数（１６００Hz）の
現像バイアス電圧を現像剤担持体１５に印加する（Ｓ１
３）。そして、画像信号に対応した画像露光をレーザ等
の光ビームで照射することにより静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像装置１３によりトナー像として現像し
た後、そのトナー像を転写材１８に転写し、定着して出
力する（Ｓ１４）。

【００５２】第１の周波数（８００Hz）の帯電バイアス
電圧による帯電を行った場合には、像担持体１０表面の
帯電電位には約５０（Ｖ）のリップルが生じるが、中間
濃度部の表現力が弱い、つまり中間濃度となるデータが
少なくなるので、また、画像部の電位では現像装置１３
の特性が飽和しているので、画像部に帯電電位のリップ
ルの悪影響は現れない。

【００５３】また、現像バイアス電圧の周波数は帯電バ
イアス電圧のＡＣ成分と干渉を起こし、帯電電位のリッ
プルの画像への悪影響をさらに悪化させることもある
が、そのような状況になり難い現像バイアス電圧の周波
数が選択されているため、これにより画像の品位が守ら
れるのである。

【００５４】使用者の設定した走査方向の解像度が６０
０、１２００、２４００dpi 、つまり中間濃度部の表現
力のある設定であった場合は（Ｓ１１）、帯電バイアス
周波数切り換え装置５０によって第２の周波数（１２０
０Hz）の帯電バイアス電圧を帯電ローラ１１に印加し、
像担持体１０表面を帯電する（Ｓ１５）。また、現像バ
イアス周波数切り換え装置７０によって第２の周波数
（２４００Hz）の現像バイアス電圧を現像剤担持体１５
に印加する（Ｓ１６）。そして、画像信号に対応した画
像露光１２をレーザ等の光ビームで照射することにより
静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置１３により
トナー像として現像した後、そのトナー像を転写材１８
に転写し、定着して出力する（Ｓ１４）。

【００５５】第２の周波数（１２００Hz）の帯電バイア
ス電圧による帯電を行った場合には、像担持体１０表面
は均一に−７５０（Ｖ）に帯電されるので、濃度ムラの
無い高品位な状態で出力できる。

【００５６】このときもまた、現像バイアス電圧の周波
数は帯電バイアス電圧のＡＣ成分と干渉を起こし、帯電
電位のリップルの画像への悪影響をさらに悪化させるこ
ともあるが、そのような状況になり難い現像バイアス電
圧の周波数が選択されているため、これにより画像の品
位が守られるのである。

【００５７】本実施の形態によると、使用者の設定した
走査方向の解像度が何であっても、出力する画像が常に
高品位であると同時に、帯電バイアス電圧の周波数を必
要最小限の場合（中間濃度部の再現を必要とする高解像
度のデジタル画像の設定時）のみでしか大きくしないの
で像担持体１０へのダメージも最小限に抑えることがで
きる。つまり、簡単で安価な構成で高品位な画像を得る
ことと、像担持体１０の長寿命化を図ることとが可能に
なった。

【００５８】本実施の形態においては、設定した走査方
向の解像度が２００、４００dpi の設定の場合の帯電バ
イアス電圧の周波数を８００Hz、現像バイアス電圧の周
波数を１６００Hz、設定した走査方向の解像度が６０
０、１２００、２４００dpi の設定の場合の帯電バイア
ス電圧の周波数を１２００Hz、現像バイアス電圧の周波
数を２４００Hzとしたが、これらの周波数は画像形成装
置の像担持体１０の移動速度、一次帯電部位における像
担持体１０の曲率、帯電ローラ１１の直径等で代表され
る一次帯電部位の境界条件に応じて適切な周波数を選択
することが望ましい。

【００５９】〈実施の形態３〉次に、本発明の実施の形
態３について説明する。

【００６０】本実施の形態３の画像形成装置の構成は、
前述の実施の形態１の画像形成装置の構成とほぼ同様で
あるので説明は省略する。

【００６１】本実施の形成形態においては、複数種類の
デジタル画像信号入力経路として、ＦＡＸ受信、コンピ
ュータからの入力、リーダスキャナからの入力という３
種類の入力経路を持つ、デジタル複合機としての画像形
成装置に実施した場合の例を挙げる。

【００６２】図１０に、本実施の形態のフローチャート
を示す。

【００６３】本実施の形態の画像形成装置においては、
デジタル画像信号がどの経路から入力されたかによっ
て、帯電バイアス周波数切り換え装置５０によって帯電
バイアス電圧の周波数を切り換える。

【００６４】デジタル画像信号が、ＦＡＸの受信やコン
ピュータからの入力であった場合は（Ｓ２１）、帯電バ
イアス周波数切り換え装置５０によって第１の周波数
（８００Hz）の帯電バイアス電圧を帯電ローラ１１に印
加し像担持体１０表面を帯電する（Ｓ２２）。また、現
像バイアス周波数切り換え装置７０によって第１の周波
数（１６００Hz）の現像バイアス電圧を現像剤担持１５
に印加する（Ｓ２３）。そして、画像信号に対応した画
像露光１２をレーザ等の光ビームで照射するこにより静
電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置１３によりト
ナー像として現像した後、そのトナー像を転写材１８に
転写し、定着して出力する（Ｓ２４）。

【００６５】第１の周波数（８００Hz）の帯電バイアス
電圧による帯電を行った場合には、像担持体１０表面の
帯電電位には約５０（Ｖ）のリップルが生じる。しか
し、ＦＡＸ受信やコンピュータからの入力であるデジタ
ル画像データには、中間濃度部をあまり含まない画像の
場合が多い。それ故に、実施の形態１の場合と同じ理由
により、画像部に帯電電位のリップルの悪影響は現れな
い。

【００６６】また、現像バイアス電圧の周波数は帯電バ
イアス電圧のＡＣ成分と干渉を起こし、帯電電位のリッ
プルの画像への悪影響をさらに悪化させることもある
が、そのような状況になり難い現像バイアス電圧の周波
数が選択されているため、これにより画像の品位が守ら
れるのである。

【００６７】一方、デジタル画像信号が、リーダスキャ
ナからの入力であった場合は（Ｓ２１）、帯電バイアス
周波数切り換え装置５０によって第１の周波数（１２０
０Hz）の帯電バイアス電圧を帯電ローラ１１に印加し、
像担持体１０表面を帯電する（Ｓ２５）。また、現像バ
イアス周波数切り換え装置７０によって第２の周波数
（２４００Hz）の現像バイアス電圧を現像剤担持１５に
印加する（Ｓ２６）。そして同様に、画像信号に対応し
た画像露光１２をレーザ等の光ビームで照射するこによ
り静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置１３によ
りトナー像として現像した後、そのトナー像を転写材１
８に転写し、定着して出力する（Ｓ２４）。

【００６８】第２の周波数（１２００Hz）の帯電バイア
ス電圧による帯電を行った場合には、像担持体１０表面
は均一に−７５０（Ｖ）に帯電されるので、中間濃度部
を多く含むリーダスキャナからのデジタル画像であって
も、濃度ムラの無い高品位な状態で出力できる。

【００６９】このときもまた、現像バイアス電圧の周波
数は帯電バイアス電圧のＡＣ成分と干渉を起こし、帯電
電位のリップルの画像への悪影響をさらに悪化させるこ
ともあるが、そのような状況になり難い現像バイアス電
圧の周波数が選択されているため、これにより画像の品
位が守られるのである。

【００７０】本実施の形態によれば、デジタル画像信号
が、ＦＡＸの受信やコンピュータからの入力であった場
合でも、またリーダスキャナからの入力であった場合で
も、出力する画像が常に高品位であると同時に、帯電バ
イアス電圧の周波数を必要最小限の場合（中間濃度部の
再現を必要とする多値のデジタル画像）のみでしか大き
くしないので像担持体１０へのダメージも最小限に抑え
ることができる。つまり、簡単で安価な構成で高品位な
画像を得ることと、像担持体１０の長寿命化を図ること
とが可能になった。

【００７１】本実施の形態においては、デジタル画像信
号が、ＦＡＸの受信やコンピュータからの入力であった
場合の帯電バイアス電圧の周波数を８００Hz、現像バイ
アス電圧の周波数を１６００Hz、また、リーダスキャナ
からの入力であった場合の帯電バイアス電圧の周波数を
１２００Hz、現像バイアス電圧の周波数を２４００Hzと
したが、これらの周波数は画像形成装置の像担持体１０
の移動速度、一次帯電部位における像担持体１０の曲
率、帯電ローラ１１の直径等で代表される一次帯電部位
の境界条件に応じて適切な周波数を選択することが望ま
しい。

【００７２】また本実施の形態においては、複数種類の
デジタル画像信号入力経路として、ＦＡＸ受信、コンピ
ュータからの入力、リーダスキャナからの入力という３
種類の入力経路を持つ、デジタル複合機としての画像形
成装置に実施した場合の例を挙げたが、デジタルカメ
ラ、オシロスコープやその他測定器からの出力データな
どもデジタル画像信号入力経路としてもよい。このとき
は、前述と同様の理由により、デジタルカメラからの信
号の入力時には帯電バイアス電圧の周波数を１２００Hz
に、オシロスコープやその他測定器からの出力データ入
力時には帯電バイアス電圧の周波数を８００Hzにする。
また、さらに多くの入力経路を持ってもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によると、選択された入力経路のデジタル画像信号が
２値である場合と多値である場合とにより、帯電バイア
ス周波数切り換え装置で帯電バイアス電圧の周波数を切
り換えるのに対応して、帯電電流切り換え装置で帯電バ
イアス電圧のＡＣ成分の電流値を切り換え、かつ現像バ
イアス周波数切り換え装置で現像バイアス電圧のＡＣ成
分の周波数を切り換えることによって、中間濃度部に濃
度ムラが発生することのない高品位な画質の画像を形成
することができるとともに、帯電手段の大型化やコスト
アップを伴うことなく、像担持体の長寿命化を図ること
ができる。

【００７４】請求項２に係る発明によると、請求項１の
画像形成装置において、選択された入力経路のデジタル
画像信号が２値である場合、多値である場合よりも帯電
バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を小さい方向に切り換
えることにより、中間濃度部に濃度ムラが発生すること
を確実に防止できる。

【００７５】請求項３に係る発明によると、選択された
入力経路のデジタル画像信号の最小画素単位のサイズに
より、帯電バイアス周波数切り換え装置で帯電バイアス
電圧の周波数を切り換え、かつ現像バイアス周波数切り
換え装置で現像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を切り
換えることによって、中間濃度部に濃度ムラが発生する
ことのない高品位な画質の画像が得られるとともに、帯
電手段の大型化やコストアップを伴うことなく、像担持
体の長寿命化を図ることができる。

【００７６】請求項４に係る発明によると、請求項３の
画像形成装置において、選択された入力経路のデジタル
画像信号の最小画素単位のサイズがより大きい場合に、
帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を小さく切り換え
ることにより、中間濃度部に濃度ムラが発生することを
確実に防止できる。

【００７７】請求項５に係る発明によると、選択された
入力経路により、帯電バイアス周波数切り換え装置で帯
電バイアス電圧の周波数を切り換え、かつ現像バイアス
周波数切り換え装置で現像バイアス電圧のＡＣ成分の周
波数を切り換えることによって、中間濃度部に濃度ムラ
が発生することのない高品位な画質の画像が得られると
ともに、帯電手段の大型化やコストアップを伴うことな
く、像担持体の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図２】実施の形態１の画像形成装置の動作を示すフロ
ーチャート。

【図３】（ａ）は、帯電バイアス電圧の周波数が８００
Hzのときの、静電潜像の電位と出力画像の濃度との関係
を示す図。（ｂ）は、帯電バイアス電圧の周波数が１２
００Hzのときの、静電潜像の電位と出力画像の濃度との
関係を示す図。

【図４】像担持体表面の電位（静電潜像の電位）と出力
画像の濃度との関係を示す図。

【図５】（ａ）は低周波数の帯電バイアス電圧を用いた
場合による白地部の露光後の像担持体表面の帯電電位の
分布を示す図。（ｂ）は（ａ）の静電潜像を現像したと
きの出力画像の濃度を示す図。

【図６】（ａ）は低周波数の帯電バイアス電圧を用いた
場合による中間濃度部の露光後の像担持体表面の帯電電
位の分布を示す図。（ｂ）は（ａ）の静電潜像を現像し
たときの出力画像の濃度を示す図。

【図７】（ａ）は低周波数の帯電バイアス電圧を用いた
場合によるべた黒画像部（黒地部）の露光後の像担持体
表面の帯電電位の分布を示す図。（ｂ）は（ａ）の静電
潜像を現像したときの出力画像の濃度を示す図。

【図８】実施の形態２の画像形成装置の動作を示すフロ
ーチャート。

【図９】（ａ）は走査方向の解像度が２００dpi の画素
で画像露光したときの、静電潜像の電位と出力画像の濃
度との関係を示す図。（ｂ）は走査方向の解像度が１２
００dpi の画素で画像露光したときの、静電潜像の電位
と出力画像の濃度との関係を示す図。

【図１０】実施の形態３の画像形成装置の動作を示すフ
ローチャート。

【図１１】従来の接触帯電方式の帯電装置の一例を示す
図。

【図１２】帯電ムラの一例を帯電電位の分布図で示した
図。

【符号の説明】

１０ 像担持体（感光ドラム） １１ 帯電部材（帯電ローラ） １２ 画像露光 １３ 現像装置 １４ 転写帯電装置 １５ 現像剤担持体（現像スリーブ） １８ 転写材 １９ 芯金 ３５ 帯電手段（一次帯電装置） ４０ 帯電バイアス電圧印加装置（帯電バイアス
電源） ４１ 第１のＡＣ成分電源部 ４２ 第２のＡＣ成分電源部 ５０ 帯電バイアス周波数切り換え装置 ６０ 現像バイアス電圧印加装置（現像バイアス
電源） ６１ 第１のＡＣ成分電源部 ６２ 第２のＡＣ成分電源部 ６５ 現像手段 ７０ 現像バイアス周波数切り換え装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体表面を帯電手段によって均一に
   帯電し、帯電後の前記像担持体表面を画像露光手段で露
   光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像手段によっ
   てトナーを付着させてトナー像として現像する画像形成
   装置において、 前記帯電手段は、 前記像担持体に接触配置した帯電部材と、 該帯電部材にＡＣ成分とＤＣ成分とからなる帯電バイア
   ス電圧を印加する帯電バイアス電圧印加装置と、 前記帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を少なくとも
   ２種類以上切り換えられる帯電バイアス周波数切り換え
   装置と、 前記帯電バイアスのＡＣ成分により前記像担持体に流れ
   る電流が所定値となるように前記ＡＣ成分の振幅を制御
   する制御装置と、を有し、 前記画像露光手段は、 それぞれ異なるデジタル画像信号の入力経路を複数有
   し、これらデジタル画像信号入力経路の中から１種類の
   入力経路を選択し、該選択された入力経路から入力した
   デジタル画像信号に対応して発光される光ビームにより
   帯電後の前記像担持体表面を露光するものであり、 前記現像手段は、 前記像担持体上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担
   持体と、 該現像剤担持体にＡＣ成分とＤＣ成分とからなる現像バ
   イアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加装置と、 前記現像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を少なくとも
   ２種類以上切り換えられる現像バイアス周波数切り換え
   手段と、を有し、 前記選択された入力経路のデジタル画像信号が２値であ
   る場合と多値である場合とにより、前記帯電バイアス周
   波数切り換え装置で前記帯電バイアス電圧の周波数を切
   り換えるのに対応して、前記帯電電流切り換え装置で前
   記帯電バイアス電圧のＡＣ成分の電流値を切り換え、か
   つ前記現像バイアス周波数切り換え装置で前記現像バイ
   アス電圧のＡＣ成分の周波数を切り換える、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記選択された入力経路のデジタル画像
   信号が２値である場合と多値である場合とでは、前記２
   値である場合の方が前記多値である場合よりも前記帯電
   バイアス周波数切り換え装置で切り換える前記帯電バイ
   アス電圧のＡＣ成分の周波数を小さい方向に切り換え
   る、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 像担持体表面を帯電手段によって均一に
   帯電し、帯電後の前記像担持体表面を画像露光手段で露
   光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像手段によっ
   てトナーを付着させてトナー像として現像する画像形成
   装置において、 前記帯電手段は、 前記像担持体に接触配置した帯電部材と、 該帯電部材にＡＣ成分とＤＣ成分とからなる帯電バイア
   ス電圧を印加する帯電バイアス電圧印加装置と、 前記帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を少なくとも
   ２種類以上切り換えられる帯電バイアス周波数切り換え
   装置と、 前記帯電バイアスのＡＣ成分により前記像担持体に流れ
   る電流が所定値となるように前記ＡＣ成分の振幅を制御
   する制御装置と、を有し、 前記画像露光手段は、 それぞれ異なるデジタル画像信号の入力経路を複数有
   し、これらデジタル画像信号入力経路の中から１種類の
   入力経路を選択し、該選択された入力経路から入力した
   デジタル画像信号に対応して発光される光ビームにより
   帯電後の前記像担持体表面を露光するものであり、 前記現像手段は、 前記像担持体上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担
   持体と、 該現像剤担持体にＡＣ成分とＤＣ成分とからなる現像バ
   イアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加装置と、 前記現像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を少なくとも
   ２種類以上切り換えられる現像バイアス周波数切り換え
   手段と、を有し、 前記選択された入力経路のデジタル画像信号の最小画素
   単位のサイズにより、前記帯電バイアス周波数切り換え
   装置で前記帯電バイアス電圧の周波数を切り換え、かつ
   前記現像バイアス周波数切り換え装置で前記現像バイア
   ス電圧のＡＣ成分の周波数を切り換える、 ことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記選択された入力経路のデジタル画像
   信号の最小画素単位のサイズがより大きい場合に、前記
   帯電バイアス周波数切り換え手段で前記帯電バイアス電
   圧のＡＣ成分の周波数を小さく切り換える、 ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 像担持体表面を帯電手段によって均一に
   帯電し、帯電後の前記像担持体表面を画像露光手段で露
   光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像手段によっ
   てトナーを付着させてトナー像として現像する画像形成
   装置において、 前記帯電手段は、 前記像担持体に接触配置した帯電部材と、 該帯電部材にＡＣ成分とＤＣ成分とからなる帯電バイア
   ス電圧を印加する帯電バイアス電圧印加装置と、 前記帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を少なくとも
   ２種類以上切り換えられる帯電バイアス周波数切り換え
   装置と、 前記帯電バイアスのＡＣ成分により前記像担持体に流れ
   る電流が所定値となるように前記ＡＣ成分の振幅を制御
   する制御装置と、を有し、 前記画像露光手段は、 それぞれ異なるデジタル画像信号の入力経路を複数有
   し、これらデジタル画像信号入力経路の中から１種類の
   入力経路を選択し、該選択された入力経路から入力した
   デジタル画像信号に対応して発光される光ビームにより
   帯電後の前記像担持体表面を露光するものであり、 前記現像手段は、 前記像担持体上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担
   持体と、 該現像剤担持体にＡＣ成分とＤＣ成分とからなる現像バ
   イアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加装置と、 前記現像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を少なくとも
   ２種類以上切り換えられる現像バイアス周波数切り換え
   手段と、を有し、 前記選択された入力経路により、前記帯電バイアス周波
   数切り換え装置で前記帯電バイアス電圧の周波数を切り
   換え、かつ前記現像バイアス周波数切り換え装置で前記
   現像バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を切り換える、 ことを特徴とする画像形成装置。