JPH03101765A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、振動電圧（時間とともに電圧値が周期的に変
化する電圧）を接触帯電部材に印加し、この接触帯電部
材を像担持体に当接させて相対移動させることにより像
担持体面を帯電し、その帯電面にライン走査で画像情報
の書き込みをして画像形成を実行する方式の画像形成装
置に関する。

より具体的には上記のような電圧印加方式の接触！電装
置を像担持体面の帯電手段として採用したレーザーピー
ムプリンタ等に関する。

（従来の技術） 接触帯電は電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接さ
せて被帯電体に電荷を直接的に転移（注入）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
圧の低圧化がはかれること、帯電過程で発生する才ゾン
量が掻く微量であり才ソン除去フィルタの必要性がなく
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。

そこで、例えば、電子写真装置（複写機・レーザーピー
ムプリンタなど）・静電記録装置等の画像形成装置にお
いて、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かわるもの
として注目され実用化もされている。

本出願人はこの接触帯電方怯もしくは装置に関して均一
な帯電処理のため、直流電圧と振動電圧を重畳した電圧
を導電性部材（接触帯電部材）に印加し、この４電性部
材を被帯電体に当接させて帯電を行なう方式を先に提案
したく特開昭６３−１４９６６９号公報）。

第４図にその一実施態様を示す。１は被帯電体であり、
例えば、矢示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ドラム型の電子写真感光体・
静電記録誘電体等（以下、感光ドラムと記す）である。

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Ｉｌｊ２ｂ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は芯金棒２ｂの両端部に夫々作用させた押圧ばね１
０の押圧力で感光ドラム１而に対して所定の押圧力をも
って圧接しており、感光ドラム１の回転に伴ない従動回
転する。

９は帯電ローラ２に対する一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２ｂに接触させた接点
板ばね８を介して感光体の帯電開始電圧の２倍以上のピ
ーク間電圧ＶＰＰを有する振動電圧Ｖａｃと直流電圧Ｖ
ｄｃとを重畳した電圧（Ｖａｃ＋Ｖｄｃ）が帯電ローラ
２に印加されて、回転駆動されている感光ドラム１の外
周面が均一に帯電される。

接触帯電部材は上記のようなローラ型に限らず、ブレー
ド型・ロッド型・ブロック型・バット型・ベルト型・ウ
エブ型・ブラシ型等の形態のものにすることもできる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のような電圧印加方式の接触帯電装置な
像担持体の帯電手段として利用した前記のような画像形
成装置についての問題点として次のような事項が挙げら
れる。

即ち第５図例のように横線パターン画像１１ａ（１１は
記録紙）を出力させたとき、接触帯電部材２に対する電
圧印加電源９の周波数が横線１１ａで表わされる空間周
波数に近くなると画像面に干渉縞１ｌｂが発生してしま
うことである。

電源９の周波数は、部品精度から、決められた値からプ
ラス・マイナス１０％はバラツキをもっており、電源に
よっては横線１１ａの空間周波数と一致してしまい、レ
ベルのひどい干渉縞１ｌｂが発生することもあった。

本発明はそのような干渉絹１ｌｂか発生しないようにす
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、振動電圧を接触帯電部材に印加し、この接触
帯電部材を像担持体に当接させて相対移動させることに
より像担持体面を帯電し、その帯電面にライン走査で画
像情報の古き込みをして画像形成を実行する方式の画像
形成装置において、ａ．前記振動電圧の周波数をｆ、 ｂ．装置のプロセススピードとしての像担持体の移動速
度をＶｐ、 ｃ、帯電の空間波長なλｓｐ（一Ｖｐ／ｆ）、ｄ．ライ
ン走査の印字密度をＤｄｐｉ、ｅ．ライン走査のライン
幅をｎ　　ｄｏｔｓ、ｆ．ラインとラインの間の空隙を
ｍ　ｓｐａｃｅｓ、ｇ．１ｄｏｔ径をｄ　（＝２５．４
７Ｄ）、ｈ．ラインピッチを立（＝　（ｎ＋ｍ）ｄ）と
したときに、前記空間波長大ｓｐ（μｍ〉の変動範囲と
ラインどツチ必（μｍ）のＮ倍又は１／Ｎ倍（Ｎは整数
）が重ならないように前記周波数ｆと、プロセススど一
トＶｐのとりうる範囲を設定した、ことを特徴とする画
像形成装置である。

また上記において振動電圧は被帯電体の帯電開始電圧の
２倍以上のピーク間電圧を有することを特徴とする画像
形成装置である。

（作　用） まず干渉縞１ｌｂの発生原因についてレーザーピームプ
リンタを例にしていま少し説明する。

第６図（Ａ）はレーザーのＯＮ−ＯＦＦを示している。

縦軸はレーザーのＯＮ−ＯＦＦ、横軸は像担持体として
の感光トラムの而移動方向である。ここでレーザーかＯ
Ｎの間に感光ドラム面は主走査方向にライン走査される
。

ＯＦＦからＯＦＦまでの長さ立（ラインピッチ）は次式
でも求められる。条件は１　ｄｏｔ、１　ｓｐａｃｅの
横線１１ａを印字密度４　０　０　ｄｐｉ（ドット／イ
ンチ）で出力するものとする。

まず１トット径ｄは４　０　０　ｄｐｉではｄ＝２５．
４ｘ１０００／４００＝６３．５μｍ（１インチξ２５
．４ｍｍ） となる。

次にｎ　　ｄｏｔ，　ｍ　　ｓｐａｃｅの横線では（ｎ
＝−ｍ＝　１　）、 ｉｔ＝　（ｎ＋ｍ）　ｄ　　　　・・・・・・（１）式
＝１２７．０　　μｍ となる。

このＮ　ｄｏｔ，　ｍ　ｓｐａｃｅは、感光体に対して
ライン走査によりレーザーのＯＮで副走査方向にｎ個の
ｄａｔ　　（ライン幅ｎ　ｄｏｔｓ）で露光した後、レ
ーザーＯＦＦにより副走査方向にｍ個のｄｏｔ分のｓｐ
ａｃｅをあけることにより繰り返すものである。

接触帯電では、コロナ帯電と異なり、感光ドラム１と帯
電ローラ２による帯電距ｆｌｌＧ（第４図）が約３０μ
程度と非常に狭いため、電源９の変動Ｍ′，晋を受けや
すい。つまり第７図（Ａ）の実線グラフに示すように感
光ドラム上の暗部電位ＶＤは、印加電源９の交流成分の
周波数ｆとプロセススピードＶｐ　　（感光ドラムの而
移動速度）で決まる空間波長入ｓｐ（＝Ｖｐ／ｆ）の「
サイクル斑」と呼ばれる帯電斑を有している。

このサイクル斑の空間波長λｓｐは前に述べたような周
波数のバラツキやプロセススど一トのバラツキにより多
少変動するものたが次のようにして測゜定することかで
きる。まず帯電ローラで感光ドラムを一様に帯電した後
、均一に全面露光を行う。露光量は感光ドラム上のサイ
クル斑がはっきりと現像されるレベルになるように調節
する。

この工程の後、現像されたサイクル斑を転写紙に転写・
定着する。ついで転写紙上のサイクル斑をルーペで計測
することに依って空間波長λｓｐの変動範囲を測定する
ことが出来る。

グラフの縦軸は感光ドラムの表面電位、横軸は感光ドラ
ム表面の面移動方向である。

プロセススピードＶｐ　＝１　２ｙｒｎ＋ｍ／ｓ，　ｆ
＝３００Ｈｚとすると，λｓｐ＝１２５．６μとなる。

したがってラインピッチ１＝１２７．０μと空間波長人
ｓｐ＝１２５．６μはほぼ等しくなり両者の位相が一致
すると第７図（Ａ）の破線グラフに示すように、現像ハ
イアスＶＤｅｖを切る明暗の電位の落ち込みは大きくな
り、ラインは太く現像され干渉縞となる。逆にラインピ
ッチ２と空間波長λｓｐの位相が第６図（Ｂ）・第７図
（Ｂ）のように半波長だけずれると、ラインは細く現像
され干渉縞となる。

また帯電ローラ２は耐久によりローラ表面にトナー、シ
リカ、紙粉等が部分的に付着し、その部分が静電容量を
持つようになる。

したかって同じ電源９を帯電ローラ芯金２ｂに印加して
も感光トラム１上に誘起される表面電位は帯電ローラ表
面に静電容量がある部分は、それがない部分と比べて、
位相がずれてしまうのである。

このように帯電ローラの軸方向における静電容量が異な
り、位相がずれると、第５図に示すような干渉縞１ｌｂ
が発生するのである。

また第８図は空間波長λｓｐ電源周波数ｆの関係を示す
グラフである。条件は、プロセススピードＶｐ　１　２
　ｙｒ＋ｎｍ／　Ｓ、印字密度は４　０　０　ｄｐｉの
場合である。

図中１　ｄａｔ　．　　１　ｓｐａｃｅの場合のライン
ピッチは１２７．０μｍ １　ｄｏｔ・２　ｓｐａｃｅｓの場合のラインピッチは
１９０．５μｍ ｌ　ｄａｔ　．　３　ｓｐａｃｅｓの場合のラインピッ
チは２５４．０μｍ となる。

ここで、電源周波数を２９０Ｈｚとすると、単部品精度
のバラッキから電源周波数ｆはおよそ２９０±１０％は
変動する。つまり２６１〜３　１　９Ｈｚまでバラック
のである。

これは第８図のＡの範囲にわたりバラックことな示して
いる。この結果、プロセススピードＶｐ（　＝　１　２
　πｍｍ／ｓ）が一定だとしても空間波長λｓｐは１１
８〜１４４μｍまでバラツいた値をとることになり、１
　ｄｏｔ、１　ｓｐａｃｅのラインピッチ１２７．０μ
ｍに近い値をもつ電源も存在することになる。このよう
に空間波長の変動範囲とラインピッチ互の整数倍の値が
重なることになるので干渉縞ｆｌｂが発生する可能性は
高い。

次に、電源周波数ｆを２ＳＯＨｚに指定すると±１０％
の変動（２２５〜２７５Ｈｚ）を考慮しても空間波長は
第８巳のＢの範囲（１３７〜１６８μｍ）でしかバラッ
かない。その結果、干渉縞は発生しないことがわかる。

さらに、電源周波数ｆを２１０Ｈｚに指定すると、±１
０％の変動（１８９〜２３１Ｈｚ）を考慮すると第８図
のＣの範囲（１６３〜１９９μ＋１１）で空間波長が変
動し、１　ｄｏｔ　．　２　ｓｐａｃｅｓのラインピッ
チ１９０．５μｍの空間波長λｓｐを持つ電源が存在す
る。従ってこれも干捗縞が発生する可能性は高い。

また上述したように空間波長とラインピッチが一致しな
くても空間波長がラインピッチの整数倍（又は整数倍の
逆数）の値をとれば干渉縞が発生するのは明らかである
。

第８図ではＶｓｐのハラツキはないものとして説明した
が、空間波長λｓｐは電源周波数ｆのみで決定されるの
ではなくプロセススピードＶｐも関係しているので、プ
ロセススピードＶｐのバラッキも考慮した空間波長λｓ
ｐの変動も同じように考えることができる。

したがって以上説明したように、電源周波数ｆと、プロ
セススピードＶｐで決定される空間波長人ｓｐのバラッ
キ範囲にラインピッチ℃を含まないようにｆ及びＶｐｓ
を決めることで、干渉絹の発生を防止することが可能に
なる。つまり、空間波長λｓｐ（プロセススピードを電
源の周波数で割ったもの）の変動範囲に、ライン間隔文
の整数倍（又は整数倍の逆数）の値を含まないようにす
ることにより、干渉縞が発生しないようにすることがで
きるのである。

また前記の（１）式よりラインピッチ又はｄｏｔ径の整
数倍であることから干渉縞が発生しないのはλｓｐの変
動範囲がｄｏｔ径ｄの整数倍（又は整数倍の逆数）の値
を含まないときである。

重源の交流成分は正弦波たけでなく、三角波や矩形波で
も同じことが云える。

（実施例） 第１図は本発明に従う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によるレーザ
ービームプリンタである。

１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（
感光ドラム）であり、木例のものはアルミニウム製のド
ラム基体１ｂの外周面に感光体層として有機光導電体（
ｏｐｃ）層１ａを形成してなる、外径３０ｎｏｎのもの
で、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。

２は接触帯電部材としての帯電ローラてあり、芯金棒２
ｂ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を形成してなり、前述第４図のも
のと同様に押圧ばねて感光ドラム１面に対して所定の押
圧力をもって圧接しており、感光ドラム１の回転に伴な
い従動回転する。そして電源９から直流に周波数ｆの交
流を重畳したハイアス電圧（　Ｖ　ｄｃ＋　Ｖ　ａｃ）
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周面か所定の電位に帯電処理される。

３はレーザービームスキャナであり、不図示のコンピュ
ータ・ワートプロセッサ・画像読取り装置等のホスト装
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Ｄ　ｄｐｉで画像変調され
たレーザー光Ｌを出力する。前記のように帯電処理され
た感光ドラム１面か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Ｌでドラム母線方向に
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。

その潜像は次いで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に対して重云写されていく。

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る。

像転写後の感光ドラム１面はクリーニングプレート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
面化されて、繰り返して作像に供される。

而してこのレーザービームプリンタについて、本発明に
従って空間波長λｓｐの変動範囲とラインどツチ悲のと
る範囲が重ならないように電源９の交流成分の周波数ｆ
と、プロセススピードＶｐのしりつる範囲を設定した。

これにより空間波長入ｓｐとラインビッチ角が干渉する
ことにより発生していた出力画像上の干渉縞をなくすこ
とが可能となった。

帯電ローラ２は被帯電体面に存在することのあるどンホ
ール等の欠陥部に帯電ローラからその部分に電流リーク
等の異常放電が生じないようにする等の目的でローラ外
周面に薄い保護層を設ける等の複合層構成のものにする
ことができる。

第２図にその一例を示す。２ｂは芯金棒、２ＣはＥＰＤ
Ｍ・ウレタンにカーボンを分散させた低抵抗層、２ｄは
トレジンに多量のカーボンを分散させた導電層、２ｅは
エビクロルヒトリンゴム等の高抵抗層、２ｆはトレジン
等でできた保護層である。このような帯電ローラ２を用
いても全く同し効果が得られることは言うまでもない。

また接触帯電部材はローラ型に限らず、プレート型・ロ
フト型・ブロック型・パッド型・ベルト型・ウエブ型・
ブラシ型等の形態のものにすることもできる。

第３図にブレード型接触帯電部材２０（帯定プレート）
の一例を示した。２０ａはブレードにバイアスを印加す
るための板金、２０ｂはＥＰＤＭにカーボンを分散させ
た低抵抗のブレード主体、２０ｃはエビクロルヒドリン
ゴム等でできた高抵抗層である。

本例ではこの帯電ブレード２０の先端エッジ部を感光ド
ラム１の而移動方向にカウンタの方向に所定の押圧力を
もって当接させて配設してある。

この帯電ブレード２０を用いても全く同じ効果が得られ
る。

帯電プレート２０を使用した場合、可動部分かないので
、耐久性が向上し、さらには省スペースになるという利
点もある。

本発明において「ライン走査」とはレーザービームなポ
リゴンミラーの回転より像担持体の長手方向（母線方向
）に照射することに限らずＬＥＤ素子を像担持体の長手
方向に並べたＬＥＤヘッドを対向κ置させてコントロー
ラの信号によりランプをオン・オフさせることでライン
を記録することを含むものとする。

更に、像担持体としては感光体に限らず絶縁体のものを
使用するこどもできる。この場合は接触帯電部材の像担
持体移動方向下流側にビン状の電極な像担持体長手方向
に並べて対向配置したマルチスタイラスの記録ヘットを
設けて帯電後に潜像を形成すれば良い。

本発明の画像形成装置は、正規現像にも反転現像にも適
用可能であるのはもちろんである。

（発明の効果） 以上説明したように、接触帯電部材に対するノくイアス
印加電源の周波数ｆとプロセススピードＶｐの振れ幅で
決まる空間波長λｓｐの変動範囲とラインどツチ旦の値
か重ならないように、Ｖｐとｆのバラツキの範囲を規定
することにより、空間波長大ｓｐとラインピッチ立が干
渉することにより出力画像上に発生していた干渉縞をな
くすることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う画像形成装置の一例（レーザービ
ームプリンタ）の概略構成図。 第２図は多層構戒の帯電ローラの一例の層構成図。 第３図は帯電ブレードの一例の構成図。 第４図はローラ型の接触帯電装置の一例の概略構成図。 第５図は干渉縞のサンプル図。 第６図（Ａ）・（Ｂ）、第７図（Ａ）・（−Ｂ）は干渉
縞の発生原因を説明するためのグラフ。 第８図は空間波長λｓｐと電源波長数ｆの関係を示すグ
ラフである。 １は像担持体としての感光ドラム、２・２０は接触帯電
部材としての帯電ローラ又は帯電ブレート、９はバイア
ス電源、３はレーザービームスキャナ、Ｌはレーザー光
、４は現像スリーブ、５は転写ローラ、６はクリーニン
グプレート、７は転写材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）振動電圧を接触帯電部材に印加し、この接触帯電
   部材を像担持体に当接させて相対移動させることにより
   像担持体面を帯電し、その帯電面にライン走査で画像情
   報の書き込みをして画像形成を実行する方式の画像形成
   装置において、 ａ、前記振動電圧の周波数をｆ、 ｂ、装置のプロセススピードとしての像担持体の移動速
   度をＶｐ、 ｃ、帯電の空間波長をλｓｐ（＝Ｖｐ／ｆ）、ｄ、ライ
   ン走査の印字密度をＤｄｐｉ、 ｅ、ライン走査のライン幅をｎｄｏｔｓ、 ｆ、ラインとラインの間の空隙をｍｓｐａｃｅｓＮｇ、
   １ｄｏｔ径をｄ（＝２５．４／Ｄ）、 ｈ、ラインピッチをｌ（＝（ｎ＋ｍ）ｄ） としたときに、前記空間波長λｓｐ（μｍ）の変動範囲
   とラインピッチｌ（μｍ）のＮ倍又は１／Ｎ倍（Ｎは整
   数）が重ならないように前記周波数ｆと、プロセススピ
   ードＶｐのとりうる範囲を設定した、ことを特徴とする
   画像形成装置。
2. （２）前記振動電圧は前記被帯電体の帯電開始電圧の２
   倍以上のピーク間電圧を有することを特徴とする請求項
   １記載の画像形成装置。