JP2864819B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、接触帯電手段に振動電圧を
印加し、該接触帯電手段を像担持体に当接させて像担持
体面を帯電する工程、その像担持体の帯電処理面をライ
ン走査（レーザービーム走査、ＬＥＤアレイのオン・オ
フ制御走査など）で印字書き込みする工程を含む作像プ
ロセスにより画像形成を実行する画像形成装置、例えば
レーザービームプリンタ等に関する。

【０００３】

【従来の技術】接触帯電は電圧を印加した帯電部材（接
触帯電手段）を被帯電体に当接させて被帯電体面を所要
の電位に帯電するもので、帯電装置として従来より広く
利用されている、非接触式の帯電手段であるコロナ放電
装置に比べて、被帯電体面に所望の電位を得るのに必要
とされる印加電圧の定電圧化がはかれること、帯電過程
で発生するオゾン量がごく微量でありオゾン除去フィル
ターの必要性がなくなること、そのため装置の排気系の
構成が簡略化されること、メンテナンスフリーであるこ
と、構成が簡単であること、等の長所を有している。

【０００４】そこで例えば、電子写真装置（複写機・レ
ーザービームプリンターなど）・静電記録装置等の画像
形成装置において、この接触帯電手段が感光体・誘電体
等の像担持体、その他の被帯電体を帯電処理する手段と
して、コロナ放電装置に変わるものとして注目され、実
用化もされている。

【０００５】本出願人はこの接触帯電方法もしくは装置
に関して均一な帯電処理を実行させるために、振動電圧
（直流（ＤＣ）電圧と交流（ＡＣ）電圧との重畳電圧な
ど、時間と共に電圧値が周期的に変化する電圧）を導電
性部材（接触帯電部材）に印加し、この導電性部材を被
帯電体に当接させて帯電を行う方法を先に提案した（特
開昭６３−１４９６６９号公報）。

【０００６】図８にその一実施態様を示す。１は被帯電
体であり、例えば、画像形成装置において矢印の時計方
向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動さ
れる像担持体としてのドラム型の電子写真感光体や静電
記録誘電体等である。

【０００７】２は接触帯電部材としての導電性ローラ
（帯電ローラ）であり、芯金棒２ｂとその外周に形成し
た導電性ゴム製等の導電性ローラ体２ａとよりなる。こ
の帯電ローラ２は、像担持体１に並行に配列され、芯金
棒２ｂの両端部にそれぞれ作用させた押圧ばね１０の押
圧力で像担持体１面に対して所定の押圧力をもって圧接
させてあり、像担持体１の回転にともない従動回転す
る。

【０００８】９は帯電ローラ２に対する電圧印加電源で
あり、この電源９により帯電ローラ２の芯金棒２ｂに接
触させた接点板ばね８を介して像担持体１の帯電開始電
圧の２倍以上のピーク間電圧Ｖｐｐを有する交流電圧Ｖ
ａｃと直流電圧Ｖｄｃとを重畳した振動電圧（Ｖａｃ＋
Ｖｄｃ）が帯電ローラ２に印加されて、回転駆動されて
いる像担持体１の外周面が均一に帯電処理される。

【０００９】振動電圧の振動成分（交流成分）の波形と
しては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能であ
る。直流電源を周期的にオン・オフすることによって形
成された矩形波の電圧も含む。

【００１０】接触帯電部材２はローラ型に限らず、ブレ
ード型、ロッド型、ブロック型、バッド型、ウエブ型、
ブラシ型等の形態のものにすることもできる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような振動電圧印
加方式の接触帯電装置を利用して像担持体を一様に帯電
処理し、該像担持体の帯電処理面をライン走査、例えば
レーザービーム走査露光して目的の画像情報の印字書き
込みをして画像形成を実行する画像形成装置であって、
ライン走査の印字密度の切り替えにより解像度の切り替
えが可能なものにおいては、次のような問題点が発生す
る。

【００１２】即ち、２種類以上の解像度に切り替え可能
な画像形成装置において、接触帯電部材に印加する振動
電圧の周波数を固定したとすると、 ．振動電圧の周波数をｆｏ（Ｈｚ） ．プロセススピードとしての像担持体の面移動速度を
Ｖｐ（mm/sec） ．ライン走査の印字密度（解像度）をＤ（dots per i
nch ） ．ライン走査のライン幅をｎ（dots） ．ラインとラインの空隙をｍ（spaces） ．１ｄｏｔ巾をｄ（＝２５．４／Ｄ）（mm） ．ラインピッチをＬ（＝（ｎ＋ｍ）ｄ）（mm） ．ラインピッチの空間周波数をｆｓ（＝Ｖｐ／Ｌ）
（Ｈｚ） としたときに、前記振動電圧の周波数ｆｏ（Ｈｚ）の変
動範囲とラインピッチの空間周波数ｆｓ（Ｈｚ）が重な
り、次式の関係にあると、 ｆｓ＝Ｖｐ／Ｌ ＝Ｖｐ／（ｎ＋ｍ）ｄ ＝Ｖｐ・Ｄ／（ｎ＋ｍ）・２５．４・・・・・（１） ｆｏ＝ｆｓ ・・・・・・・・・・・・・・・・ （２） モアレ像と呼ばれる干渉縞が発生してしまう。

【００１３】つまり２種類以上の解像度Ｄのうちで、あ
る特定の解像度のときに、横線パターン画像を出力し、
接触帯電部材に対する電圧印加電源の周波数ｆｏが横線
パターン画像で表わされる空間周波数ｆｓに近くなると
出力画像面にモアレ像干渉縞が発生してしまう。

【００１４】今少し説明すると、接触帯電した像担持体
（例えば回転感光ドラム）上の暗部電位は印加電源の交
流成分の周波数ｆｏとプロセススピードＶｐで決まる空
間波長λｓｐ（Ｖｐ／ｆｏ）のサイクルマークと呼ばれ
る帯電斑を有している。

【００１５】この空間波長λｓｐと、像担持体に対して
ライン走査によりレーザーのＯＮで副走査方向にｎ個の
ｄｏｔ（ライン幅ｎｄｏｔｓ）を露光した後、レーザー
ＯＦＦにより副走査方向にｍ個のｄｏｔ分のｓｐａｃｅ
をあけることを繰り返し横線パターン画像を形成した時
のレーザーがＯＦＦからＯＦＦまでの長さＬ（ラインピ
ッチ）とがほぼ等しくなり両者の位相が一致すると、互
いに干渉を起こしモアレ像と呼ばれる干渉縞が発生す
る。

【００１６】本発明は上記のようなモアレ像干渉縞の発
生を防止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】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００１８】（１）像担持体と、前記像担持体に像を形
成する像形成手段であって、前記像担持体を帯電するた
めに前記像担持体に接触する、振動電圧が印加される帯
電部材を備える像形成手段と、を有し、ライン走査の印
字密度を切り替え可能であり、選択されたライン走査の
印字密度に応じて前記振動電圧の周波数を可変とする画
像形成装置において、あらかじめ振動電圧の交流成分を
可変な周波数のうちの最低周波数で定電流制御し、画像
形成時には選択されたライン走査の印字密度にかかわら
ず定電流制御時に得られた電圧で前記振動電圧の交流成
分を定電圧制御することを特徴とする画像形成装置。

【００１９】（２）前記定電流制御は、前記装置の電源
投入時に行われることを特徴とする（１）記載の画像形
成装置。

【００２０】〈作 用〉 接触帯電手段に印加する振動電圧の周波数ｆｏ（Ｈｚ）
を可変にすることで、選択した印字密度（解像度）との
関係において、周波数ｆｏ（Ｈｚ）をラインピッチの空
間周波数ｆｓ（Ｈｚ）とは重ならない、 ｆｏ≠ｆｓ ・・・・・・（３） の関係となる値に変更してモアレ像干渉縞の発生を防止
することができる。印字密度Ｄの切り替え時に同期して
周波数ｆｏ（Ｈｚ）を切り替えられた印字密度の空間周
波数ｆｓ（Ｈｚ）とは重ならない、ｆｏ≠ｆｓ、の関係
の値に変化させることで、使い勝手がよく、どの切り替
え印字密度の画像形成においても出力画像上のモアレ像
干渉縞の発生を確実に防止することができる。

【００２１】あらかじめ振動電圧の交流成分を可変な周
波数のうちの最低周波数で定電流制御し、画像形成時に
は定電流制御時に得られた電圧で振動電圧の交流成分を
定電圧制御することにより各環境に適した定電圧値を決
定することができるので、環境にかかわらずリークのな
い均一な帯電を行なえる。また選択されたライン走査の
印字密度に応じて振動電圧の周波数を可変とすることに
より干渉縞の発生を防止できるが、前記定電圧値は選択
されたライン走査の印字密度にはよらないのでライン走
査の印字密度の選択により定電流制御を再びやり直す必
要もない。従って、ライン走査の印字密度が切り替わっ
ても簡単な制御で環境にかかわらずリークのない均一な
帯電を行なえ、干渉縞の発生を防止できる。

【００２２】

【実施例】＜参考例１＞（図１〜図４） 図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の
画像形成装置は、像担持体の帯電手段として接触帯電装
置を用いた、電子写真プロセス利用のレーザービームプ
リンタである。

【００２３】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢示の
時計方向に所定のプロセススピードＶｐ（周速度）をも
って回転駆動される。本例の感光ドラム１は、アルミニ
ウム製のドラム基体１ｂの外周面に感光体層１ａとして
有機光導電体（ｏｐｃ）層を形成してなる、外径３０
（ｍｍ）のものであり、周速度Ｖｐ＝５０（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）をもって回転駆動される。

【００２４】２は接触帯電部材としての帯電ローラで、
前述図８のように押圧ばね（１０）で感光ドラム１面に
対して所定の押圧力をもって圧接させてあり、感光ドラ
ム１の回転に伴ない従動回転する。本例の帯電ローラ２
は芯金棒２ｂの外周にカーボン分散のＥＰＤＭ・ウレタ
ン等からなる導電性ローラ体２ａを形成した、外径１２
（ｍｍ）のローラである。

【００２５】そして電源９から、直流に、周波数ｆｏの
交流を重畳した、振動電圧バイアス（Ｖａｃ＋Ｖｄｃ）
が接点板ばね８を介して印加されることで、回転感光ド
ラム１の周面が所定の極性・電位に帯電処理される。

【００２６】３はレーザービームスキャナであり、コン
ピュータ・ワードプロセッサ・画像読取り装置等の不図
示のホスト装置から入力された目的画像の時系列電気デ
ジタル画素信号に対応して一定の印字密度Ｄｄｐｉで画
像変調されたレーザー光３ａを出力する。

【００２７】本例の画像形成装置（プリンタ）において
は、印字密度（解像度）Ｄは ６００（ｄｐｉ）、 ４８０（ｄｐｉ）、 ４００（ｄｐｉ）、 の３種類に切り替え可能である。

【００２８】そして前記のように帯電処理された感光ド
ラム１面がコントローラにより制御されたスキャナ３か
ら出力されるレーザー光３ａで主走査露光されること
で、感光ドラム１面に目的画像情報に対応した静電潜像
が形成される。

【００２９】その潜像は現像装置の現像スリーブ４でト
ナー現像され、その現像像が不図示の給紙部から適切な
タイミングで感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写
部へ導入された転写材７に対して転写されていく。

【００３０】転写部を通った転写材７は感光ドラム１面
から分離されて不図示の像定着部へ搬送され、画像形成
物（プリント・コピー）として出力される。像転写後の
感光ドラム１面はクリーニングブレード６により転写残
りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清浄され、繰り
返して作像に供される。

【００３１】このような画像形成装置におけるラインピ
ッチＬ（ｍｍ）とラインピッチの空間周波数ｆｓ（Ｈ
ｚ）についての前記（１）式、即ち ｆｓ＝Ｖｐ・Ｄ／（ｎ＋ｍ）・２５．４ の関係を図２・図３・図４のグラフに示す。なお、 プロセススピード Ｖｐ＝５０（ｍｍ／ｓｅｃ） 解像度 Ｄ＝６００、４８０、４００（ｄｐｉ） とし、ｎ（ｄｏｔ）、ｍ（ｓｐａｃｅ）をｎ：ｍと表示
する。

【００３２】図２のグラフ１から分かるように空間周波
数ｆｓ（Ｈｚ）は、それぞれの解像度Ｄ（ｄｐｉ）でｎ
（ｄｏｔ）：ｍ（ｓｐａｃｅ）が１：１の時に最大とな
り、解像度Ｄ（ｄｐｉ）が高い程大きな値を示す。この
ため、解像度Ｄ（ｄｐｉ）がＤ＝６００、４８０、４０
０（ｄｐｉ）と切り替え可能な本実施例の画像形成装置
ではＤ＝６００（ｄｐｉ）の１（ｄｏｔ）：１（ｓａｐ
ｃｅ）の時の空間周波数ｆｓ１＝５９１（Ｈｚ）が最大
値となる。

【００３３】したがって、帯電ローラ２に印加する交流
の周波数ｆｏがラインピッチの空間周波数ｆｓ１よりも
大きくなるようにすれば、解像度ＤがＤ＝６００、４８
０、４００（ｄｐｉ）に切り替え可能な画像形成装置に
おいて、１つの周波数ｆｏのみでモアレ像干渉縞の発生
を防止することができる。

【００３４】つまり、ｆｏ＞ｆｓ１とすれば良いのだ
が、電源の単部品精度のばらつきからｆｏ（Ｈｚ）は、
およそ±１０％は変動する。このため、ｆｏ≧６６０
（Ｈｚ）程度としなければならない。しかし、帯電の周
波数ｆｏが非常に高いため帯電ローラ２が感光ドラム１
面をたたくことによって発生する帯電音が無視できなく
なり、不快な雑音として耳障りになってしまう。この帯
電音を軽減するために帯電の周波数ｆｏをできる限り低
く設定する必要がある。

【００３５】図３のグラフ２のの範囲は、解像度Ｄ＝
６００（ｄｐｉ）の時の１（ｄｏｔ）２（ｓｐａｃｅ
ｓ）の空間周波数ｆｓ２（Ｈｚ）と、１（ｄｏｔ）３
（ｓｐａｃｅｓ）の空間周波数ｆｓ３（Ｈｚ）間で変動
（±１０％）を見込んだ帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）の関
係を示している。

【００３６】この範囲では、変動（±１０％）を見込ん
だ帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）は、Ｄ＝６００（ｄｐｉ）
のｆｓ２（Ｈｚ）とｆｓ３（Ｈｚ）の間に収まり、従っ
てＤ＝６００（ｄｐｉ）ではモアレ像干渉縞は発生しな
いが、Ｄ＝４８０（ｄｐｉ）のｆｓ２（Ｈｚ）と重なる
ため、Ｄ＝４８０（ｄｐｉ）ではモアレ像干渉縞を発生
してしまう。

【００３７】同様に、の範囲では、Ｄ＝４８０（ｄｐ
ｉ）のｆｓ２（Ｈｚ）とｆｓ３（Ｈｚ）の間にｆｏ（Ｈ
ｚ）が収まり、Ｄ＝４８０（ｄｐｉ）ではモアレ像干渉
縞は発生しないが、Ｄ＝６００（ｄｐｉ）のｆｓ３（Ｈ
ｚ）とＤ＝４００（ｄｐｉ）のｆｓ２（Ｈｚ）とｆｏ
（Ｈｚ）が重なり、Ｄ＝６００（ｄｐｉ）とＤ＝４００
（ｄｐｉ）ではモアレ像干渉縞を発生してしまう。

【００３８】の範囲でも同様に、Ｄ＝４００（Ｈｚ）
のｆｓ２（Ｈｚ）とｆｓ３（Ｈｚ）の間にｆｏ（Ｈｚ）
が収まり、Ｄ＝４００（ｄｐｉ）ではモアレ像干渉縞は
発生しないが、Ｄ＝６００（ｄｐｉ）の１（ｄｏｔ）４
（ｓｐａｃｅｓ）の空間周波数ｆｓ４（Ｈｚ）とＤ＝４
８０（ｄｐｉ）のｆｓ３（Ｈｚ）とｆｏ（Ｈｚ）が重な
り、Ｄ＝６００（ｄｐｉ）とＤ＝４８０（ｄｐｉ）では
モアレ像干渉縞が発生してしまう。

【００３９】この様に、解像度Ｄ（ｄｐｉ）が３種類に
切り替え可能であると、空間周波数ｆｓ（Ｈｚ）が低い
部分で電源の単部品精度のばらつきによるｆｏ（Ｈｚ）
の変動（±１０％）を見込んでｆｏ≠ｆｓを満たすｆｏ
は１つの周波数では有り得ない。よってモアレ像干渉縞
の発生を防止するためには解像度Ｄ（ｄｐｉ）の切り替
えに同期し、帯電の周波数ｆｏを切り替える構成とする
のがよい。

【００４０】解像度Ｄ＝６００、４８０、４００（ｄｐ
ｉ）とした時にそれぞれの解像度Ｄ（ｄｐｉ）で帯電の
周波数ｆｏのばらつきによる変動（±１０％）を見込ん
でｆｏとｆｓがｆｏ≠ｆｓとなり、しかもｆｏが最も低
い値を示すのは、 Ｄ＝６００（ｄｐｉ）の時、ｆｏ＝３４５（Ｈｚ） Ｄ＝４８０（ｄｐｉ）の時、ｆｏ＝２７６（Ｈｚ） Ｄ＝４００（ｄｐｉ）の時、ｆｏ＝２３０（Ｈｚ） となる。この時それぞれの解像度Ｄ（ｄｐｉ）での帯電
の周波数ｆｏ（Ｈｚ）の取り得る値は、１（ｄｏｔ）２
（ｓｐａｃｅｓ）の時の空間周波数ｆｓ２（Ｈｚ）と１
（ｄｏｔ）３（ｓｐａｃｅｓ）の時の空間周波数ｆｓ３
（Ｈｚ）の間の値である。

【００４１】解像度Ｄ＝６００、４８０、４００（ｄｐ
ｉ）での空間周波数ｆｓ２、ｆｓ３と変動（±１０％）
を見込んだｆｏ（Ｈｚ）との関係は ．Ｄ＝６００（ｄｐｉ）の時、 ｆｓ２＝３９４（Ｈｚ）、 ｆｓ３＝２９５．５（Ｈｚ）、 ｆｏ＝３４５（Ｈｚ）で ３８０（Ｈｚ）≧ｆｏ≧３１１（Ｈｚ） ．Ｄ＝４８０（ｄｐｉ）の時、 ｆｓ２＝３１５（Ｈｚ）、 ｆｓ３＝２３６．３（Ｈｚ）、 ｆｏ＝２７６（Ｈｚ）で ３０４（Ｈｚ）≧ｆｏ≧２４８（Ｈｚ） ．Ｄ＝４００（ｄｐｉ）の時、 ｆｓ２＝２６２．５（Ｈｚ）、 ｆｓ３＝１９６．９（Ｈｚ）、 ｆｏ＝２３０（Ｈｚ）で ２５３（Ｈｚ）≧ｆｏ≧２０７（Ｈｚ）。 である。

【００４２】解像度Ｄ＝６００、４８０、４００（ｄｐ
ｉ）のそれぞれの帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）を上記の値
より低く設定すると、空間周波数ｆｓ（Ｈｚ）のラチチ
ュードが狭くなり、帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）の変動
（±１０％）を見込めなくなるため、全ての周波数ｆｏ
（Ｈｚ）でモアレ像干渉縞が発生してしまう。

【００４３】図４のグラフ３に解像度Ｄ＝６００（ｄｐ
ｉ）の時の空間周波ｆｓ（Ｈｚ）と変動（±１０％）を
見込んだ帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）の関係をグラフ上に
（Ａ）・（Ｂ）・（Ｃ）で示す。この時、 １（ｄｏｔ）２（ｓｐａｃｅｓ）の空間周波数をｆｓ
２、 １（ｄｏｔ）３（ｓｐａｃｅｓ）の空間周波数をｆｓ
３、 １（ｄｏｔ）４（ｓｐａｃｅｓ）の空間周波数をｆｓ
４、 １（ｄｏｔ）５（ｓｐａｃｅｓ）の空間周波数をｆｓ５ とすると、 （Ａ）の範囲では、 ｆｓ２＝３９４（Ｈｚ）、 ｆｓ３＝２９５．５（Ｈｚ） に対し、ｆｏ＝３４５（Ｈｚ）の変動は、 ３８０（Ｈｚ）≧ｆｏ≧３１１（Ｈｚ） （Ｂ）の範囲では、 ｆｓ３＝２９５．５（Ｈｚ）、 ｆｓ４＝２３６．４（Ｈｚ） に対し、ｆｏ＝２６６（Ｈｚ）の変動は、 ２９３（Ｈｚ）≧ｆｏ≧２３９（Ｈｚ） （Ｃ）の範囲では、 ｆｓ４＝２３６．４（Ｈｚ）、 ｆｓ５＝１９７．０（Ｈｚ） に対し、ｆｏ＝２１７（Ｈｚ）の変動は、 ２９３（Ｈｚ）≧ｆｏ≧１９５（Ｈｚ） である。

【００４４】プロセススピード Ｖｐ＝５０（ｍｍ／ｓ
ｅｃ）、 帯電ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ＝
１８００（Ｖ）、 解像度 Ｄ＝６００（ｄｐｉ） として、ラインピッチＬ（ｍｍ）を変えて検討を行った
ところ、（Ａ）の範囲では、ｆｓ２＝３９４（Ｈｚ）と
ｆｓ３＝２９５．５（Ｈｚ）がｆｏ＝３４５（Ｈｚ）の
変動（±１０％）の範囲 ３８０（Ｈｚ）≧ｆｏ≧３１１（Ｈｚ） と重ならずにモアレ像干渉縞は発生しなかった。

【００４５】（Ｂ）の範囲では、ｆｓ３＝２９５．５
（Ｈｚ）とｆｓ４＝２３６．４（Ｈｚ）がｆｏ＝２６６
（Ｈｚ）の変動（±１０％）の範囲 ２９３（Ｈｚ）≧ｆｏ≧２３９（Ｈｚ） とほぼ等しくなり、重なるためにモアレ像干渉縞が発生
した。

【００４６】（Ｃ）の範囲では、ｆｓ４＝２３６．４
（Ｈｚ）とｆｓ５＝１９７．０（Ｈｚ）がｆｏ＝２１７
（Ｈｚ）の変動（±１０％）の範囲 ２３９（Ｈｚ）≧ｆｏ≧１９５（Ｈｚ） と重なりモアレ像干渉縞が発生してしまう。

【００４７】また、解像度Ｄ＝４８０、４００（ｄｐ
ｉ）として上記と同じ検討をしたが、モアレ像干渉縞の
発生しない最低の帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）は上記の結
果と同様に空間周波数がｆｓ２とｆｓ３の間の周波数で
あった。

【００４８】以上の結果から、モアレ像干渉縞が発生し
ない最低の帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）は各解像度Ｄ（ｄ
ｐｉ）毎に、１（ｄｏｔ）２（ｓｐａｃｅｓ）での空間
周波数ｆｓ２（Ｈｚ）と１（ｄｏｔ）３（ｓｐａｃｅ
ｓ）での空間周波数ｆｓ３（Ｈｚ）の間の周波数でなけ
ればならない。

【００４９】本実施例では、帯電ローラ２による感光ド
ラム１の帯電は、帯電ローラに印加する交流電圧Ｖａｃ
のピーク間電圧Ｖｐｐを一定（Ｖｐｐ＝１８００
（Ｖ））として制御する。

【００５０】以上の構成で帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）と
解像度Ｄ（ｄｐｉ）を切り替えて検討を行った。

【００５１】．ｆｏ＝３４５（Ｈｚ）に固定すると、
Ｄ＝６００（ｄｐｉ）ではモアレ像干渉縞は発生しな
い。

【００５２】しかしＤ＝４８０（ｄｐｉ）の１（ｄｏ
ｔ）２（ｓｐａｃｅｓ）でモアレ像干渉縞が発生した。

【００５３】．ｆｏ＝２７６（Ｈｚ）に固定すると、
Ｄ＝４８０（ｄｐｉ）ではモアレ像干渉縞は発生しな
い。

【００５４】しかしＤ＝６００（ｄｐｉ）の１（ｄｏ
ｔ）の３（ｓｐａｃｅｓ）と、Ｄ＝４００（Ｈｚ）の１
（ｄｏｔ）２（ｓｐａｃｅｓ）でモアレ像干渉縞が発生
した。

【００５５】．ｆｏ＝２３０（Ｈｚ）に固定すると、
Ｄ＝４００（ｄｐｉ）ではモアレ像干渉縞は発生しな
い。

【００５６】しかしＤ＝６００（Ｈｚ）の１（ｄｏｔ）
４（ｓｐａｃｅｓ）とＤ＝４８０（Ｈｚ）の１（ｄｏ
ｔ）３（ｓｐａｃｅｓ）でモアレ像干渉縞が発生した。

【００５７】この結果から、本発明の構成であれば、解
像度Ｄ（ｄｐｉ）が２種類以上に切り替え可能であって
も、解像度Ｄ（ｄｐｉ）の切り替え時に同期して帯電の
周波数ｆｏ（Ｈｚ）を切り替えれば、モアレ像干渉縞の
発生を防止できる。

【００５８】又、帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）が低く設定
できるため帯電音は非常に小さくなる。

【００５９】＜参考例２＞（図５・図６） 本例において、解像度Ｄ（ｄｐｉ）の切り替え、帯電の
周波数ｆｏ（Ｈｚ）の切り替えは前記参考例１と同様と
する。

【００６０】前記参考例１においては、帯電ローラ２に
印加する交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧Ｖｐｐを一定と
し感光ドラム１の帯電を行ったが、本例においては帯電
ローラ２に印加する交流電圧Ｖａｃを帯電ローラ２と感
光ドラム１間のインピーダンスの変化に応じて切り替え
たいために交流電圧成分の定電流制御を行う。

【００６１】本例で使用の帯電ローラ２は、図５に示す
ように、導電金属性のφ６の芯金２ｂに、厚さ３ｍｍ・
体積抵抗１０⁴ Ωｃｍ程度の低抵抗の導電ゴム層２ａを
形成し、更にその外周に厚さ５０〜２０μｍの１０⁸ Ω
ｃｍ程度の高抵抗層２ｃを形成したものである。

【００６２】本例において上記帯電ローラ２に印加する
電圧は、感光体の表面電位を目標とする暗部電位ＶＤに
収束させるために、この電位ＶＤに相当する直流定電圧
に、電位の均一かのために交流電圧を重畳する方式をと
る。このとき重畳する交流電圧のピーク間電圧は、帯電
ローラ２と感光ドラム１が放電を開始する放電開始しき
い値電圧Ｖ_THの少なくとも２倍以上の値とする。本例で
は感光ドラム１の感光体層１ａとして比誘電率３・厚さ
２０μｍの感光材料を用いた。

【００６３】帯電ローラ２と感光ドラム１間のインピー
ダンスは帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）の変化によって変わ
ってしまうため、解像度Ｄ（ｄｐｉ）の切り替えに同期
して帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）が切り替わる構成である
と、各帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）毎に交流電流値を固定
し、解像度Ｄ（ｄｐｉ）の切り替えに同期して交流電流
の目標値を切り替えなければならない。

【００６４】このように、各帯電の周波数ｆｏ毎に交流
成分を帯電ローラの環境・耐久等によるインピーダンス
の変化に応じて変化させたいため、定電流制御を行な
う。

【００６５】各帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）毎に感光体の
抵抗・容量は環境によらず一定とみなすと、全体に流す
交流電流を定電流制御とすることによって帯電ローラに
印加される電圧はそのインピーダンスに比例して決定さ
れる。

【００６６】従って、低温低湿（Ｌ／Ｌ）環境または製
造時に抵抗が高くなったような高インピーダンスの帯電
ローラ２には高い電圧が印加され帯電不良を防止し、逆
に低インピーダンスの帯電ローラにはリーク防止のため
に低い電圧が印加されることになる。

【００６７】本例では、通常環境で正弦波の１８００Ｖ
のピーク間電圧を得るために交流電流の実効値電流Ｉａ
ｃを各帯電の周波数ｆｏ毎に、以下に示す値として定電
流制御を行なった。

【００６８】．Ｄ＝６００（ｄｐｉ）でｆｏ＝３４５
（Ｈｚ）の時、 Ｉａｃ＝３６０（μＡ） ．Ｄ＝４８０（ｄｐｉ）でｆｏ＝２７６（Ｈｚ）の
時、 Ｉａｃ＝２９０（μＡ） ．Ｄ＝４００（ｄｐｉ）でｆｏ＝２３０（Ｈｚ）の
時、 Ｉａｃ＝２５０（μＡ） この値で定電流制御を行なうことによって、 低温低湿環境下（１５℃、１０％ＲＨ）では約２２００
（Ｖ）、 高温高湿（Ｈ／Ｈ）環境下では１６００（Ｖ） のピーク間電圧を得ることができ、それぞれ帯電不良・
リークを最小限に抑えることができるようになった。

【００６９】図６に交流電圧成分の定電流制御を行なう
回路例のブロック図を示した。これはフィードバック系
であり、帰還された電流が大きければ電圧を小さくする
ように制御され、逆であれば電圧は上昇する。

【００７０】本例の構成であれば解像度Ｄ（ｄｐｉ）が
２種類以上に切り替え可能であってもモアレ像干渉縞の
発生を防止することができる。さらに、帯電の周波数ｆ
ｏが低く設置できるため、帯電音は非常に小さく目立た
なくなる。

【００７１】＜実施例＞（図７） 本実施例では、解像度Ｄ（ｄｐｉ）の切り替え、帯電周
波数ｆｏ（Ｈｚ）の切り替えは前記参考例１と同様とす
る。

【００７２】前記参考例２では帯電ローラ２に印加する
交流電圧を帯電ローラ２のインピーダンスに応じて変化
させるため各帯電の周波数ｆｏ（Ｈｚ）毎に交流電圧成
分の定電流制御を行なったが、本実施例では所定の周波
数ｆｏの時に予めその環境において必要な交流電圧を検
知し、画像形成時にその電圧において制御を行なうこと
とする。

【００７３】画像形成時に交流定電流制御を行うと感光
ドラム１上に生じたピンホールを帯電ローラ２が通過す
ることによる急激なインピーダンスの変化や、各種電気
的なノイズによって電流値が影響を受け印加電圧が降下
し、帯電不良を起こし易いという問題点がある。しか
し、それぞれの環境に適した定電圧制御を行なえばこれ
らの問題は解決できる。

【００７４】そこで、各環境に適した定電圧値を決定す
るために、実際に画像形成を行なっていない、例えば感
光ドラム１の前回転時に所定の周波数ｆｏとしておき、
予め設定された交流電流を流し、それによって発生する
交流電圧を検知し、画像形成時には、どの周波数ｆｏに
おいてもこの値によて交流電圧の制御を行なうものとす
る。

【００７５】ここで言う予め設定された交流電流とは交
流電圧が各環境で帯電不良を起こさない値でなければな
らず、通常は帯電ローラ２の抵抗値が最も上昇する低温
低湿環境で十分な帯電を行なうことができるピーク間電
圧を発生できる交流電流である。

【００７６】解像度Ｄの切り替えに同期して帯電の周波
数ｆｏがモアレ像干渉縞の発生しない値に切り替わる本
発明の画像形成装置で画像出力を行なったところ、１５
℃・１０％ＲＨの低温低湿環境で帯電不良を起こさない
最低の電圧は２．２（ＫＶ）であり、この時、 プロセススピード Ｖｐ＝５０（ｍｍ／ｓｅｃ）、 解像度 Ｄ＝４００（ｄｐｉ）、 帯電の周波数ｆｏ＝２３０（Ｈｚ） で交流電流値は２５０（μＡ）であった。

【００７７】従って、本実施例においては各環境におい
て、画像形成装置のメインスイッチＯＮで帯電の周波数
ｆｏ＝２３０（Ｈｚ）としておき、後述するタイミング
で予め２５０（μＡ）の交流定電流制御を行ない、この
時発生する交流電圧を検知する。そして画像形成時にお
いて、解像度Ｄの切り替えに同期して帯電の周波数ｆｏ
が切り替わっても、この電圧を保持し、帯電を行なうも
のとする。

【００７８】上述のシーケンスの制御を行なうタイミン
グについて、本実施例においては次に述べるよな手順で
行なった。図７は本実施例における画像形成を行なうた
めのタイミングチャートである。

【００７９】電源投入時に帯電の周波数ｆｏ＝２３０
（Ｈｚ）としておき、その後感光体の電位を安定させる
ために行なう前回転時において交流定電流制御を行な
い、ここで発生した電圧を保持する。前回転時に定電流
制御を行なう際に、ある瞬時の電圧を検知してこれを保
持すると、誤差が大きくなることが考えられるため、少
なくとも感光ドラム１が１周するだけの時間の定電流制
御による発生電圧の平均値をもって画像出力時の制御電
圧とし、本実施例では 感光ドラム１の直径３０（ｍｍ）、 プロセススピード５０（ｍｍ／ｓｅｃ） のため、１．８８（ｓｅｃ）間の発生交流電圧の平均を
行った。

【００８０】実際に各環境においてプリントを行なった
ところ、 帯電の周波数 ｆｏ＝２３０（Ｈｚ）、 交流電流 Ｉａｃ＝２５０（μＡ）定電流で、 ３２．５℃・８５％ＲＨの高温高湿環境で１．６ＫＶ、 ２３℃、６０％ＲＨの通常（Ｎ／Ｎ）環境で１．８Ｋ
Ｖ、 １５℃、１０％ＲＨの低温低湿環境で２．２ＫＶ の交流ピーク間電圧を得た。

【００８１】以上のような制御を行うことによって、画
像出力時に解像度Ｄの切り替えに同期して帯電の周波数
ｆｏが切り替わっても、全環境において、帯電不良リー
クの発生しない良行な画像を得ることができた。

【００８２】更に本実施例では切替可能な帯電周波数の
うち最低の周波数で定電流制御し、その時の発生交流電
圧で他の周波数も含めて定電圧制御することで、環境変
動等により帯電ローラのインピーダンスが変化した場合
でも実際の帯電作用に効く交流放電分の量を最も一定に
コントロール可能となる。

【００８３】以下に、接触帯電部材としての帯電ローラ
に対して定電流制御中は周波数が低い方が良いことを説
明する。これは交流電圧の周波数が低ければ帯電ローラ
と像担持体としての感光ドラム間に形成される容量によ
り流れる交流のリーク電流成分が減り、実際に帯電ロー
ラと感光ドラムとの間で生じている放電分の電流が交流
電流に対して占める割合が高くなるためである。以下こ
れについて更に説明する。交流のリーク電流は、帯電ロ
ーラと感光ドラムの接触部を介して感光ドラムに流れる
漏れ電流であり、帯電には寄与しない。交流の放電分の
電流は、帯電ローラと感光ドラムの微小ギャップを介し
て流れる、帯電に寄与する電流である。定電流制御中に
帯電ローラに与える総電流は、リーク電流と放電分の電
流の総和である。インピーダンスは、周波数に反比例す
るので周波数が低いほどインピーダンスが大きくなる。
周波数が低くなるとリーク電流は減るが、このリーク電
流の減り方に対して放電分の電流の減り方は小さくな
る。即ち、周波数が低くなると、総電流に対する放電分
の電流の割合が高くなる。逆にいえば、リーク電流の割
合が低くなる。インピーダンスは周波数が小さいほど大
きくなる。最低の周波数において定電流制御したときの
電圧（ＡＣのピーク間電圧Ｖｐｐ）がわかっていて、画
像形成時に帯電不良とならないような電圧に設定すれ
ば、高い周波数に切りかえられても画像形成時に帯電不
良となることがない。画像形成時定電圧（Ｖｐｐ）を印
加すると周波数変化によるインピーダンス変化により電
流が変化するが、帯電不良に関連するのは、電流ではな
く電圧（Ｖｐｐ）である。したがって、周波数に対して
一番インピーダンスが大きくなる場合に帯電不良が生じ
ないような電圧（Ｖｐｐ）に設定しておけば、その後で
周波数切りかえを行なっても帯電不良が生じない。な
お、参考例２では、周波数変化によりインピーダンス変
化があるため周波数が小さくなるほど、すなわちインピ
ーダンスが大きくなるほど、ＡＣの定電流を小さくして
周波数変化にかかわらず電圧（Ｖｐｐ）を帯電不良が生
じないような一定の電圧に保つようにしている。

【００８４】又、本発明の構成であれば解像度Ｄが２種
類以上に切り替え可能であってもモアレ像干渉縞の発生
を防止することができる。さらに、帯電の周波数ｆｏが
低く設定できるため帯電音は非常に小さく目立たなくな
る。

【００８５】

【発明の効果】以上のように本発明に依れば、あらかじ
め振動電圧の交流成分を可変な周波数のうちの最低周波
数で定電流制御し、画像形成時には定電流制御時に得ら
れた電圧で振動電圧の交流成分を定電圧制御することに
より各環境に適した定電圧値を決定することができるの
で、環境にかかわらずリークのない均一な帯電を行なえ
る。また選択されたライン走査の印字密度に応じて振動
電圧の周波数を可変とすることにより干渉縞の発生を防
止できるが、前記定電圧値は選択されたライン走査の印
字密度にはよらないのでライン走査の印字密度の選択に
より定電流制御を再びやり直す必要もない。従って、ラ
イン走査の印字密度が切り替わっても簡単な制御で環境
にかかわらずリークのない均一な帯電を行なえ、干渉縞
の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 参考例１における画像形成装置の（レーザー
ビームプリンタ）の概略構成図

【図２】 ラインピッチＬ−空間周波数−帯電の周波数
の関係グラフ１

【図３】 同 関係グラフ２

【図４】 同 関係グラフ３

【図５】 参考例２で用いた帯電ローラの層構成を示す
横断面模型図

【図６】 交流成分の定電流制御を行なう回路例のブロ
ック図

【図７】 実施例における制御タイミングチャート

【図８】 接触帯電の説明図

【符号の説明】

１ 像担持体としての電子写真感光ドラム ２ 接触帯電部材としての帯電ローラ ９ 帯電ローラに対する電圧印加電源 ３ レーザースキャナ ３ａ レーザー光 ４ 現像スリーブ ５ 転写ローラ ６ クリーニングブレード ７ 転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣島 康一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 月田 辰一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 井上 高広 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−101765（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−98382（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−140263（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/02 102 G03G 21/00 370

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、前記像担持体に像を形成す
   る像形成手段であって、前記像担持体を帯電するために
   前記像担持体に接触する、振動電圧が印加される帯電部
   材を備える像形成手段と、を有し、ライン走査の印字密
   度を切り替え可能であり、選択されたライン走査の印字
   密度に応じて前記振動電圧の周波数を可変とする画像形
   成装置において、 あらかじめ振動電圧の交流成分を可変な周波数のうちの
   最低周波数で定電流制御し、画像形成時には選択された
   ライン走査の印字密度にかかわらず定電流制御時に得ら
   れた電圧で前記振動電圧の交流成分を定電圧制御するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記定電流制御は、前記装置の電源投入
   時に行われることを特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置。