JP5283878B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

より詳しくは、感光体に対して作像プロセス機器にて所望の画像を形成担持させる画像形成装置であって、特に光ビームによって感光体に静電潜像を形成するものに関する。

交流成分を有する電圧を印加する接触帯電手段や接触注入帯電手段により感光体を帯電し、その帯電面に光ビーム（デジタル露光）によって静電潜像を形成して画像形成を実行するする画像形成装置においては、「モアレ」という欠陥画像が生じる場合がある。

交流バイアスを印加する接触帯電では、交流バイアスの周期に応じて帯電電位に微小な変化が生じており、画像上でも濃度ムラとなるが、通常は目に付きにくいように高い空間周波数に設定されている。また、その濃度の変化も小さいため画質の劣化にはならない。

しかし、この帯電に起因する画像上の濃度ムラの空間周波数と、画像の空間周波数が干渉すると、出力画像において濃度の変化が大きく、かつ目に付きやすい空間周波数での縞状の濃度ムラ、いわゆるモアレが発生してしまう。

この現象が発生するのは、画像がスクリーンパターンのような一定の周期性がある濃淡の繰り返しを持つ場合である。帯電に起因する濃度ムラは感光体の回転方向に生じるので、このムラとの干渉を考える場合、画像もそれと同方向、すなわち副走査方向の濃淡の空間周波数が問題となる。

ここで、副走査方向の濃淡の空間周波数（以後、副走査方向の空間周波数）は、副走査方向の単位長さあたりの濃淡の繰り返し数として定義する。単位はｌｉｎｅ／ｍｍとする。例えばスクリーン線数が２００ｌｐｉでスクリーンの方向（スクリーンパターンの線の方向）が副走査方向と垂直であれば、７．８７ｌｉｎｅ／ｍｍ、スクリーンの方向が副走査方向と４５°傾いていれば５．５７ｌｉｎｅ／ｍｍとなる。

ここで、モアレの発生条件は以下のように表せる。

１．帯電部材に印加される交流バイアスの周波数をｆｐ（Ｈｚ）
２．プロセススピードとしての感光体の回転速度をＶｐ（ｍｍ／ｓｅｃ）
３．副走査方向（感光体の回転方向）の画像の空間周波数Ｆｄ（ｌｉｎｅｓ／ｍｍ）
このとき、Ｆｄ×Ｖｐ≒ｆｐ、となるとき、モアレが発生する。

この条件に当てはまらないように帯電部材のＡＣバイアスの周波数を設定すれば、モアレは発生しない。

このモアレの発生を防止する為に、Ｆｄ×Ｖｐに対して帯電周波数ｆｐを十分に大きくするという対策が考えられるが、周波数に応じて大きくなる帯電音の弊害等があり、好ましくない。

また、モアレの発生を防止或いは抑制する為に、特許文献１や特許文献２では、プロセススピード＝Ｖｐおよび解像度＝ｄに対応して発振回路を選択して振動電圧の周波数を変更する提案がなされている。

特許文献３では、帯電中に周波数を１サイクルごとにランダムに変化させる提案がなされている。

特許文献４では、帯電ローラに１サイクル毎にランダムに周波数が変化するＡＣ＋ＤＣ重畳のバイアスを印加する提案がなされている。

特許文献５では、帯電ローラに帯電周波数が変化するＡＣ＋ＤＣ重畳のバイアスを印加する提案がなされている。

また、特許文献６には、帯電を安定にしてＯＰＣドラムの寿命を延ばすことを目的として、帯電ローラにＡＣ電圧を１周期毎に停止しＤＣ電圧を伸ばすバースト変調形のＤＣ＋ＡＣを重畳する提案がなされている。
特開平６―１６１２１４号公報 特開２０００−３３０３６２号公報 特開平５−２９７６８５号公報 特開平５−２８９４７０号公報 特開平６−２４２６６３号公報 特開２００５−１５７３５５号公報

しかしながら、周波数の異なるＡＣバイアス出力基板を設けたり、複数の周波数を正確に出力する高圧電源回路を用意する方式では、対応できる解像度が限られるばかりか、コストや装置サイズの面から好ましくない。

また、一般の画像形成装置に搭載する高圧電源回路は、特定の周波数の交流波形が正確に出力されるように最適化されており、周波数を変化させる方式では、周波数を変更すると波形変化して帯電能力が低下してしまう場合があった。

本発明は、上記の技術的課題に鑑みてなされたものである。その目的は、高圧電源回路が一定の周波数の波形を発生させる構成であっても、ＡＣバイアスと潜像パターンの干渉による画像モアレの発生を防止することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
回転可能な感光体と、
前記感光体を帯電する帯電部材と、
所定周波数の振動電圧成分と一定電圧成分が１サイクルに含まれる帯電バイアスを前記帯電部材に印加する印加手段と、
入力される画像情報に基づき、前記感光体を露光して静電像を形成する露光手段と、
前記感光体の回転方向における前記感光体に形成される画像の空間周波数が異なる複数のモードから実行するモードを選択する選択手段と、
前記帯電バイアスの周波数を変更せずに、前記選択手段で選択したモードに応じて、前記帯電バイアスの１サイクル中の一定電圧成分を印加する期間を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、高圧電源回路が一定の周波数の波形を発生させる構成であっても、ＡＣバイアスと潜像パターンの干渉による画像モアレの発生を防止することができる。

［実施例１］
（１）画像形成部
図１は本実施例の画像形成装置の概略機構を示す模式図である。この画像形成装置は転写式電子写真レーザープリンタであり、本体制御回路部（ＣＰＵ）１００に接続したホスト装置２００から入力する電気的な画像情報に対応した画像をシート状の記録材Ｐ上に形成して出力する。ホスト装置２００は、パーソナルコンピュ−タ・イメージリーダ・ファクシミリ等である。

本体制御回路部１００は、ホスト装置２００と各種の電気的情報信号の授受をする。また画像形成部の各種プロセス機器類・センサー類から入力する電気的情報信号や各種プロセス機器類への指令信号の処理、所定の作像シーケンス制御を司る。ＲＯＭに格納された制御プログラムや参照テーブルにしたがって制御を実行する。

このプリンタは、回転可能な感光体としての電子写真感光体ドラム（以下、ドラムと記す）１を備えている。本実施例において、このドラム１は、φ６０のアルミニウムシリンダの外周面に負帯電性の有機感光層を塗布したものであり、ドラム軸線を中心に不図示の駆動手段により２５０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転駆動される。

この回転するドラム１の周面が、帯電部材として、ドラム１に接触させて配設した帯電ローラ２により帯電ニップ部Ａにおいて所定の極性・電位に略均一に帯電処理される。

本実施例において、帯電ローラ２は、芯金と、この芯金周りに同心一体に形成したＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン）の導電性弾性層と、更にその外周面にカーボンを分散して体積抵抗を１０^５Ω・ｃｍとしたウレタンゴム層と、を有するものである。この帯電ローラ２を、ドラム１に対してほぼ並行に配列し、導電性弾性層の弾性に抗して所定の押圧力にて、ローラ長手方向各部において略均一に接触させて帯電ニップ部Ａを形成させている。芯金の両端部は回転可能に軸受部材に保持させてあり、帯電ローラ２はドラム１の回転に従動して回転する。導電性弾性層としては、ＥＰＤＭの他に、ＮＢＲ、シリコンゴム等を用いてもよい。

Ｅ２は、振動電圧（所定周波数の振動電圧成分）と一定電圧（一定電圧成分）が１サイクルに含まれる帯電バイアスを帯電ローラ２に印加する電圧印加手段としての帯電バイアス発生部である。この帯電バイアス発生部Ｅ２から、ドラム１の回転とともに回転する帯電ローラ２の芯金に後述のように制御された帯電バイアスが印加されることで、回転するドラムの周面が所定の極性・電位に一様に帯電処理される。本実施例においては負の所定電位に略均一に帯電処理される。

このドラム１の一様帯電面が、露光部Ｂにおいて、画像露光装置としてのレーザースキャナ３から出力される、画像信号に対応して変調された光ビーム（レーザービーム）Ｌにより走査露光される。この走査露光によりドラム帯電面の光ビームが照射された露光明部の電位が減衰して、ドラム１の面に走査した画像情報に対応した静電潜像（静電像）が形成される。本実施例においては、このレーザースキャナ３が、像担持体であるドラム１の帯電面を選択的に除電して静電潜像を形成する除電手段である。

本実施例においては、画像情報部に対応して露光するイメージ露光方式である。レーザースキャナ３は、制御回路部１００から入力する画像処理された画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調された光ビームＬを出力する半導体レーザー３ａ、回転多面鏡３ｂ、ｆθレンズ３ｃ、反射鏡３ｄ等を有する。光ビームＬはＰＷＭ方式による露光量変調が可能である。そして、出力光ビームでドラム１の帯電面をドラム母線方向に主走査露光する。この主走査露光と、ドラム回転による副走査により、回転するドラム１面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。本実施例において、走査間隔は画像解像度にして６００ｌｐｉである。

上記のようにしてドラム１の面に形成された静電潜像が、現像部Ｃにて、現像器４によりトナー画像として顕像化（現像）される。本実施例において、この現像器４は、２成分現像剤を用いた反転現像器である。現像器４において、４ａは２成分現像剤Ｔを収容させた現像容器、４ｂは現像容器の開口部に回転自在に配設した非磁性の現像スリーブ、４ｃは現像スリーブ内に配設され、回転しないように固定されたマグネットローラである。４ｄは現像スリーブ４ｂに所定の隙間を存して配設した現像ブレード、４ｅは現像容器４ａ内に配設した現像剤攪拌搬送スクリュー軸、４ｆは補給用トナーｔを収容させたトナーホッパーである。

本実施例において、現像スリーブ４ｂはφ２４ｍｍの円筒体であり、マグネットローラ４ｃの外回りを矢印の反時計方向に３００ｍｍ／ｓの速度で回転駆動される。２成分現像剤Ｔは、平均粒径８μｍの負帯電性トナー（ネガトナー）ｔと、平均粒径５０μｍの正帯電性の磁性キャリアｃとの混合剤であり、重量トナー濃度が５％である。

回転する現像スリーブ４ｂの外面に２成分現像剤Ｔがスリーブ内部のマグネットローラ４ｃの磁気力により磁気ブラシ層として担持される。その磁気ブラシ層が現像スリーブ４ｂの回転で搬送され、現像ブレード４ｄによりその層厚が所定に規制されて、ドラム１と対面する現像部Ｃへ搬送される。現像スリーブ４ｂには現像バイアス発生部Ｅ４から所定の現像バイアスが印加される。本実施例においては、２ｋＶｐｐ・２ｋＨｚの交番電界に、−５００Ｖの直流電圧を重畳した現像バイアスを印加している。これにより、現像部Ｃにおいて、ドラム１側の静電潜像が現像スリーブ４ｂ側の現像剤の磁気ブラシ層によりトナー像として反転現像される。

現像部Ｃにおいて静電潜像の現像に寄与した現像スリーブ４ｂ側の現像剤の磁気ブラシ層は引き続く現像スリーブ４ｂの回転で現像容器４ａ内に戻し搬送される。また、現像容器４ａ内の２成分現像剤Ｔのトナー濃度が不図示の光学式トナー濃度センサーによって検知される。そして、その検知情報に基いてトナーホッパー４ｆから補給用トナーｔが適時・適量補給され、２成分現像剤Ｔに対してスクリュー軸４ｅにより均一に攪拌混入される。これにより、２成分現像剤Ｔのトナー濃度が所定の適正範囲内に維持されるように制御される。

一方、所定の制御タイミングにて、不図示の給紙部から記録材（転写材）Ｐが一枚分離給送される。給送された記録材Ｐはレジストローラ対８に至り、その時点では回転を停止している該ローラ対８のニップ部に先端部が受け止められて斜行矯正を受ける。

そして、その記録材Ｐが、所定の制御タイミングで回転駆動されたレジストローラ対８により再給送されて、転写前ガイド９に案内され、ドラム１と、転写手段としての回転する転写ローラ５との当接部である転写ニップ部Ｄに導入される。転写ローラ５は、芯金と、この芯金周りに同心一体に形成した導電性弾性層と、を有し、ドラム１に対してほぼ並行に配列し、導電性弾性層の弾性に抗して所定の押圧力で当接させて転写ニップ部Ｄを形成させている。記録材Ｐはこの転写ニップ部Ｄを挟持搬送されていき、その間、転写ローラ５には転写バイアス発生部Ｅ５から、トナーｔの帯電極性とは反対極性、本実施例では正極性で、かつ所定電位の転写バイアスが印加される。転写ローラ５にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで、転写ニップ部Ｄにおいて、記録材Ｐの背面側（ドラム側とは反対側の面）にトナーと逆極性の電荷が付与される。これにより、ドラム１側のトナー画像が記録材Ｐの表面に静電転写される。

転写ニップ部Ｄを出た記録材Ｐはドラム１の面から分離され、搬送装置１０により定着装置１１に導入され、記録材Ｐ上の未定着のトナー像の定着処理を受ける。本実施例における定着装置１１は熱ローラタイプの装置であり、内部にハロゲンヒータＨを備え、表面が所定の定着温度に加熱温調される加熱ローラ１１ａと、これにほぼ並行に配列して圧接させて定着ニップ部を形成させた加圧ローラ１１ｂを有している。加熱ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂは矢印の方向に所定の速度で回転駆動され、定着ニップ部にて記録材Ｐを挟持搬送しながら記録材上の未定着のトナー画像を加熱・加圧して固着画像として定着させる。

定着装置１１を出たトナー画像定着済みの記録材が画像形成物として不図示の排紙トレイ上に排出される。

また、記録材分離後のドラム１の面は、清掃部位Ｅにおいて、クリーニング器６により記録材分離後にドラム面に付着している転写残トナー・紙粉等の残留異物の除去を受けて清掃される。本実施例においてクリーニング器６は弾性ブレード６ａをクリーニング部材として用いたものである。さらに、前露光部位Ｆにて、前露光ランプ７により全面露光される。これにより、ドラム面は、残留していた潜像電荷が消去され均一な電位となり、繰り返して作像に供される。

（２）帯電バイアス発生部Ｅ２
図２は、帯電ローラ２に対する電圧印加手段（電源部）である帯電バイアス発生部Ｅ２の構成概略図である。

帯電バイアス発生部Ｅ２は、波形発生装置（ＣＰＵ）２１、この波形発生装置２１で生成したデジタル波形信号をアナログ波形信号に変換するＤ／Ａコンバーター２２を有する。また、Ｄ／Ａコンバーター２２で生成したアナログ波形信号に対し比例倍して、所望の高電圧信号を生成する高電圧発生部２３と、交流電圧の振動を停止させて一定電圧を印加する直流電源制御部２４を有する。

波形発生装置２１は、内部タイマーのクロック周波数に準じて任意の波形の発生が可能である。そして、本体制御部１００からの空間周波数情報を基に、モアレを防止する最適なデジタル波形信号を選択し、Ｄ／Ａコンバーター２２を介して高電圧発生部２３を駆動する。

ここで、本発明において振動電圧の波形は正弦波に限定されず、矩形波、ノコギリは、三角波、パルス波など任意である。

高電圧発生部２３は、周波数１．６ｋＨｚ、振幅１．８ｋＶの正弦波が出力されるよう最適化された回路構成となっている。帯電バイアスとしては矩形波も適用可能ではあるが、帯電音やドラムへのダメージを考慮すると、正弦波を用いることが有利である。

直流電源制御部２４は、本体制御部１００により制御され、所望のドラム電位に対応した直流電圧を、交流電圧に重畳するべく、高電圧発生部２３を駆動する。本実施例では、−６５０Ｖの直流電圧が出力され、交流電圧に重畳される。

本実施例では、交流電圧として、周波数１．６Ｈｚ、振幅１．８ｋＶの正弦波を基本波形とし、その１周期ごとに出力する画像の副走査方向の空間周波数に応じた最適な直流電圧印加時間を設ける。本体制御部１００は、像担持体であるドラム１の移動方向（回転方向）に関する空間周波数に応じて１サイクル中に前記一定電圧を印加する時間を変更する変更手段としての機能を有している。すなわち、変更手段としての本体制御部１００により、交流電圧の基本周波数はそのままで、波形間のブランク時間（直流電圧印加時間）を出力する画像の空間周波数に応じて変化させることで、画像パターンと帯電バイアスの干渉によるモアレを防止する。

本実施例で用いた高電圧発生部２３の駆動信号の波形を図３に示す。この波形は基本波形を印加する時間ｐｔと、基本波形１周期ごとに設けられる直流電圧印加時間ｂｔ（以下、ＤＣ時間ｂｔと記す）から構成される。即ち、帯電バイアス発生部（電源部）Ｅ２は、振動電圧の基本周波数ごとに振動電圧を停止させた電圧を印加する。

本実施例では、交流波形と直流波形で１サイクル（１周期）とすると、１サイクル中に交流波形を停止する時間を副走査方向の空間周波数に応じて変更させる。即ち、ＤＣ時間ｂｔは出力する画像の副走査方向の空間周波数に応じて変更される。ここで、本発明の副走査方向の空間周波数Ｆｄは副走査方向の１ｍｍあたりの濃淡の繰り返し数である。

本体制御部１００は、画像の全階調を再現するのに必要な最小単位の重心同士を通るライン群のうち、重心間距離が最小となるライン群がドラム１の移動方向（回転方向）の単位長さあたりに存在する本数に応じて、前記一定電圧を印加する時間を変更する。本実施例では、スクリーン線数に応じて、１サイクル中に交流波形を停止する時間を変更している。より詳しくはスクリーン線数により決定される副走査方向の空間周波数に応じて、１サイクル中に交流波形を停止する時間を変更している。

ここで、スクリーン線数について説明する。図７にスクリーン線数がＸのスクリーンパターンを示す。画像の全階調を再現するのに必要な最小単位Ｍ（例えば、ドットの集合体）の重心Ｇを通るライン群のうち、重心間距離が最小Ｌｍｉｎとなるライン群（スクリーン線とも呼ぶ）を考える。スクリーン線数とは、このスクリーン線の群が、スクリーン線と直交する方向にみて１インチあたりに何本あるか（ＬＰＩ）のことである。図７の場合、スクリーン線ｌｘ（ｘ＝１、２、・・・）がｘ本あるので、線数はＸということなる。

即ち、スクリーン線数が大きくなると、上記ライン（スクリーン線）と直交する方向の空間周波数が大きくなる関係にある。ここで、スクリーン線と平行な方向をスクリーンパターンの方向（最小単位の重心間距離が最小となる方向）と呼ぶことにする。

副走査方向（像担持体の回転方向）の画像の空間周波数Ｆｄと、画素密度（画像形成装置の解像度）との関係を、上記スクリーンパターンの方向が主走査方向であるスクリーン線をもつパターンを例に説明する。（全階調を再現するのに最小単位、例えばｔ×ｔのマトリックスとする）
このとき、Ｆｄ＝２５．４／（ｔ×ｄ）（ｍｍ）となる。ここで、ｄは１ｄｏｔ巾であり、ｄ（＝２５．４／Ｄ）（ｍｍ）である。また、Ｄ（ｄｏｔｓ ｐｅｒ ｉｎｃｈ ）は画素密度（解像度）である。

本実施例では、本体制御部１００に、画像形成を行なう際の中間調を表現する為のスクリーン線数がユーザもしくは予め設定されており、そのスクリーン線によって決定される副走査方向の空間周波数に応じて本体制御部１００によりブランク時間を変更する。これらの駆動信号を受けて、実際に帯電ローラ２に対して出力される帯電バイアスの波形を図４に示す。ＤＣ時間ｂｔを設けた場合でも矩形波の波形に乱れは無く、また振幅も変化していない。

一般的な画像形成装置で用いる高圧回路において、周波数を変化させた場合、振幅の変化や波形の乱れによる帯電性の低下や帯電音の増加、感光体磨耗の増加などを引き起こす場合がある。本実施例では波形の乱れが無いのでこれらの弊害は生じない。

スクリーン線数とＤＣ時間ｂｔを変更した場合のモアレの発生状況を表１に示す。

本実施例のスクリーンパターンの方向は主走査方向と平行で、その線数は３００線、２００線、１５０線、１２０線とした。帯電ローラ２のＡＣバイアスによる電位リップルは副走査方向に現れるものであるから、副走査方向と平行のスクリーンパターンは、もっとも強くモアレが発生する。

比較例として、画像パターンによってＤＣ時間ｂｔを変更しない場合も合わせて示す。比較例では１５０線でモアレによる濃度ムラが発生した。これは、周速度２５０ｍｍ／ｓで回転するドラム１を周波数１．６ｋＨｚで帯電した場合、帯電による電位リップルが１６３線相当で現れる。このため、線数の近い１５０線において、電位リップルと画像パターンによる干渉が、目に付きやすい空間周波数での濃度ムラとなって現れたものである。

実施例ではＤＣ時間ｂｔとして３００μＳのｂｔを設けた。１５０線の画像パターンにおいて、この帯電バイアスを用いる事によって、モアレは殆ど目に付かなくなった。これはＤＣ時間ｂｔを設ける事によって電位リップルが生じる空間周波数と画像パターンの空間周波数の差が大きくなり、干渉によって生じる濃度ムラが目に付きにくい高周波数側へ移った為である。

実施例の場合、帯電リップルは凡そ１１０線相当であり、画像パターンとの干渉による濃度ムラ周期は計算上０．６ｍｍとなり、殆ど目につくものではなかった。

ＤＣ時間ｂｔは長いほうが電位リップルの空間周波数を大きく変化することができるため、モアレ防止の観点では有利であるが、長すぎると帯電不良による濃度変化が生じる場合がある。これは直流電圧を印加している間は電荷付与能力が極端に低い為である。本実施例では５００μＳ以上で電位の低下が見られた。この条件は帯電ローラ径やドラム径、プロセススピード、帯電バイアスの振幅、基本周波数などによって変化するので、それぞれの条件によってＤＣ時間ｂｔの設定可能範囲を把握する必要がある。

以上のように帯電バイアスの交流波形において、１周期ごとにＤＣ時間ｂｔを設け、出力する画像の空間周波数（線数ｌ）に応じてＤＣ時間ｂを変更する。これにより、交流電圧波形を乱すことなく電位リップルの生じる空間周波数を変化させて、画像パターンとの干渉によるモアレを防止することができる。また、現像ＡＣバイアスとの干渉によるうなり音も防止することができる。

本実施例では、入力される画像情報を基にＣＰＵ１００が画像形成を行なう際の線数を決定している。本実施例では、３００線、２００線、１５０線、１２０線の各線数でそれぞれ画像形成するモードを有しており、モードに応じて線数ｌが一律に決定されるようになっている。そして、ＣＰＵ１００は、各線数に応じてブランク時間を最適な値に変更する構成となっている。また、画像形成を行う際の線数は、ユーザが不図示の選択ボタンで設定可能にしても良い。

本実施例では画像パターンとして横ラインを用いて説明したが、主走査方向に対して角度を持つ一般的なスクリーンパターンなどにも適用可能である。例えば、タンデム式のフルカラー画像形成装置で色ステーションごとに異なるスクリーン角、スクリーン線数である場合などである。それぞれの色ステーションで共通の高電圧発生回路を用いた場合でも、ＤＣ時間ｂｔを各ステーションで出力する画像の空間周波数に応じて最適化してモアレの発生を防止することもできる。

このように、交流電圧の１周期ごとに直流電圧印加時間を設け、その印加時間を出力する画像の空間周波数に応じて、直流電圧印加時間を変化させ、交流電圧による帯電によって生じる微小な電位ムラの周期が、画像と干渉しないようにする。これにより、モアレ画像が出力されるが防止される。

本実施例では帯電部材として帯電ローラを用いたが、ブラシ帯電や注入帯電など、交流電圧を印加することで帯電均一性を高める一方、微小な帯電リップルが生じる帯電方式においては、何れも適用可能である。

［実施例２］
変更手段である本体制御部１００は、１サイクル中の前記一定電圧を印加する時間を非周期的に変更する。本実施例は、ＤＣ時間ｂｔを帯電バイアス１周期ごとにランダムに変化させる。すなわち、交流電圧の基本周波数はそのままで、波形間のブランク時間（ＤＣ時間ｂｔ）をランダムに変化させることで、画像パターンとの干渉によるモアレ画像を防止するものである。

画像形成装置および帯電バイアス発生部の構成は実施例１の図３・図４と同様であるため再度の説明は省略する。

高電圧発生部２３の駆動信号波形を図５に示す。交流バイアスの基本波形は実施例１と同様で、振幅１．８ｋＶ、周波数１．６ｋＨｚの正弦波で高圧発生部２３を駆動する信号である。基本波形ｐｔ２の間には、１周期ごとにＤＣ時間ｂｔが挿入されており、それぞれの直流電圧印加時間ｂｔ１、ｂｔ２、ｂｔ３、ｂｔ４・・・は０〜３００μＳまでの時間がランダムにあてはめられる。ＤＣ時間ｂｔは波形発生装置（ＣＰＵ）２１内の乱数発生部によって逐次設定される。

これらの駆動信号を受けて、実際に帯電ローラ２に対して出力される帯電バイアスの波形を図６に示す。本実施例のようにＤＣ時間ｂｔを１周期ごとにランダムに変化させた場合であっても正弦波の波形はほとんど見られない。この交流バイアス条件にて、本実施例の画像形成装置においてドラム１を帯電したところ、直流バイアスＶｄｃに収束した電位である−６５０Ｖに帯電した。

ＤＣ時間ｂｔは実施例１に記したように長すぎると帯電不良が起こる場合がある。本実施例ではＤＣ時間ｂｔの時間範囲を０〜６００μＳに設定したところ、帯電電位が若干不安定になる傾向が見られた。ＤＣ時間ｂｔの可変範囲は狭すぎるとモアレ防止の効果が薄れる一方で、広すぎると上記のように電位が不安定になるために、装置の諸条件によって最適値を把握する必要がある。

本実施例の帯電バイアスを用いて、線数が３００線、２００線、１５０線、１２０線の横ライン画像を出力したところ、何れの画像パターンにおいてもモアレは生じなかった。これはＤＣ時間ｂｔが１周期ごとにランダムな時間が設定されるので、電位リップルに周期性が無く干渉自体が起こらないためである。

本実施例の方法によれば、モアレが原理的に発生しない為に、たとえば複数の空間周波数を持つ画像パターンが混在した画像であっても、本実施例の帯電バイアスを用いるとモアレが発生する事が無い。また、現像ＡＣバイアスとの干渉によるうなり音も防止することができる。

このように、交流電圧の１周期ごとに直流電圧印加時間を設け、その直流電圧印加時間を不規則に変化させることによって、帯電による微小な電位ムラの周期性をなくし、画像との電位の干渉が無いようにする。これにより、モアレ画像が出力されるが防止される。

実施例１と２では、帯電部材として帯電ローラを用いたが、ブラシ帯電や注入帯電など、交流電圧を印加することで帯電均一性を高める一方、微小な帯電リップルが生じる帯電方式においては、何れも適用可能である。
上記実施例１と２の画像形成装置をまとめると次のとおりである。第一モードと、前記感光体の回転方向における前記感光体に形成される画像の空間周波数に前記感光体の周速度を乗じた値が前記第一モードと異なる第二モードを含む複数のモードから実行するモードを選択する選択手段１００を有する。そして、選択手段で第一モードが選択されたとき、帯電ローラ２に印加する帯電バイアスの１サイクル中の一定電圧成分を印加する期間を第一時間となるように制御するとともに、第二モードが選択されたときに、帯電ローラ２に印加する帯電バイアスの１サイクル中の一定電圧成分を印加する期間を前記第一時間とは異なる第二時間となるように、帯電バイアス発生部（印加手段）Ｅ２が帯電ローラ２に印加する帯電バイアスを制御する制御手段１００を有する。この構成により、高圧電源回路が一定の周波数の波形を発生させる構成であっても、ＡＣバイアスと潜像パターンの干渉による画像モアレの発生を防止することができる。

［特記事項］
１）感光体１はドラム型に限られず、回動駆動されるエンドレスベルト型であってもよい。

２）交番電圧を印加して、感光体を帯電処理する帯電部材は、感光体に接触させた帯電ローラに限られず、感光体に接触させた導電性のブレード部材・ロッド部材・ブロック部材・シート部材・ファーブラシ部材・磁気ブラシ部材等であってもよい。

特開平６−３９２１号公報に開示されているような接触注入帯電手段であってもよい。これは、感光体として表面に電荷注入層を有するものを用い、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブラシ等の接触帯電部材に電圧を印加し、被帯電体表面の電荷注入層の導電粒子に電荷を注入して帯電を行なう方法である。

また、接触帯電手段又は接触注入帯電手段において、帯電部材は感光体に必ずしも接触している必要はない。帯電部材と感光体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ保証されれば、帯電部材と感光体とは、例えば数１０名μｍの微小隙間（空隙）を存して非接触に近接配置されていてもよい。

３）現像手段４も特に限定するものではない。反転現像装置に限られず、正規現像装置であってもよい。一般に、静電潜像のトナーによる現像方法には、１成分非接触現像方式と、１成分接触現像方式と、２成分接触現像方式と、２成分非接触現像方式と、の４種類に大別される。

１成分非接触現像方式は、非磁性トナーをブレード等でスリーブ等の現像剤担持搬送部材上に塗布して、又は磁性トナーを現像剤担持搬送部材上に磁気力によって塗布して、感光体に対して非接触状態で適用して静電潜像を現像する方法である。

１成分接触現像方式は、上記のように現像剤担持搬送部材上に塗布した非磁性トナー又は磁性トナーを感光体に対して接触状態で適用して静電潜像を現像する方法である。

２成分接触現像方式は、トナーと磁性キャリアを混合した２成分現像剤を用いて磁気力により搬送して感光体に対して接触状態で適用して静電潜像を現像する方法である。

２成分非接触現像方式は、上記の２成分現像剤を感光体に対して非接触状態で適用して静電潜像を現像する方法である。

４）転写手段５はローラ転写に限られず、ベルト転写、コロナ転写などにすることもできる。

５）感光体のクリーニング部材６ａはブレードに限られない。ローラ状・ブラシ状・ベルト状など感光体に接触して感光体から異物を除去する部材であればよい。

７）画像形成装置は、プリンタに限られず、複写機、ファクシミリ、それらの複合機能機等であってもよい。転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体などを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により、多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。

実施例１における高圧電源駆動信号の波形図。 図２の駆動信号を受けて、帯電ローラに対して出力される帯電バイアスの波形図。 実施例１の画像形成装置の概略図。 帯電バイアス発生部の構成を示すブロック回路図。 実施例２における高圧電源駆動信号の波形図。 図５の駆動信号を受けて、帯電ローラに対して出力される帯電バイアスの波形図。 スクリーン線数を説明する図

１：電子写真感光体ドラム（像担持体）、２：帯電ローラ（帯電手段）、３：レーザースキャナ（像担持体の帯電面を選択的に除電して静電潜像を形成する除電手段）、４：現像器、５：転写ローラ、６：クリーニング器、７：前露光ランプ、１１：定着装置、Ｅ２：帯電バイアス発生部（帯電ローラに対する電圧印加手段）、Ｐ：記録材、１００：本体制御部、２００：ホスト装置、２１：波形発生装置、２２：Ｄ／Ａコンバーター、２３：高電圧発生部、２４：直流電源制御部

Claims (1)

1. 回転可能な感光体と、
   前記感光体を帯電する帯電部材と、
   所定周波数の振動電圧成分と一定電圧成分が１サイクルに含まれる帯電バイアスを前記帯電部材に印加する印加手段と、
   入力される画像情報に基づき、前記感光体を露光して静電像を形成する露光手段と、
   前記感光体の回転方向における前記感光体に形成される画像の空間周波数が異なる複数のモードから実行するモードを選択する選択手段と、
   前記帯電バイアスの周波数を変更せずに、前記選択手段で選択したモードに応じて、前記帯電バイアスの１サイクル中の一定電圧成分を印加する期間を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。