JP2000147846A

JP2000147846A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000147846A
Application number: JP10325612A
Authority: JP
Inventors: Sorin Den; 素琳田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】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、かつ帯電バイアスのＡＣ成分と現像バイアスのＡＣ
成分の干渉ムラが防止できるようにする。【解決手段】濃度出力特性選択スイッチ７で選択され
た濃度特性に基づいて、出力する画像の中に占める中間
濃度部の広さ或は比率を制御装置８で検知する。検知結
果に基づいて、帯電バイアス周波数切り換え装置１１に
よる第１、第２のＡＣ成分帯電電源１３ａ、１３ｂのＡ
Ｃ成分の周波数を切り換え、更に、現像バイアス周波数
切り換え装置１５による第１、第２のＡＣ成分現像電源
１７ａ、１７ｂのＡＣ成分の周波数を切り換えることに
より、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、か
つ帯電バイアスのＡＣ成分と現像バイアスのＡＣ成分の
干渉による濃度ムラの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用した複写機、プリン
ター、ファクシミリ等の画像形成装置による画像形成で
は、電子写真感光体の表面を帯電装置によって一様に帯
電し、帯電された電子写真感光体の表面を原稿画像ある
いは入力した多値の画像信号に対応して露光して静電潜
像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置で現像
してトナー像を形成し、このトナー像を転写装置によっ
て転写材に転写して、定着装置によりトナー像が転写材
上に永久固着画像として定着され、出力される。

【０００３】前記帯電装置としては、例えば図８に示す
ように接触帯電方式の帯電装置を用いることができる。

【０００４】この帯電装置は、金属製の芯金２２の周囲
を導電性ないし半導電性の弾性部材２３で包み込んだ帯
電部材である帯電ローラ２１と、帯電バイアス電源２４
とを有している。

【０００５】帯電ローラ２１は、加圧手段（不図示）で
所定の圧力をもって像担持体としてのドラム型の電子写
真感光体（以下、感光ドラムという）２０に接触され、
感光ドラム２０が矢印ａ方向（時計方向）に回転する
と、帯電ローラ２１は矢印ｂ方向（反時計方向）に従動
回転する構成になっている。

【０００６】帯電ローラ２１には、交流電源２５と直流
電源２６を有する帯電バイアス電源２４が接続されてお
り、画像形成のタイミングに同期して、帯電ローラ２１
の芯金２２にＡＣ成分とＤＣ成分からなる帯電バイアス
電圧を印加することで、感光ドラム２０の表面は帯電バ
イアス電圧のＤＣ成分に略同等の電位となるように帯電
される。この種の帯電方式をＡＣバイアスによる接触帯
電方式という。

【０００７】また、上記した現像装置としては、乾式一
成分現像を用いる現像装置ある。この種の現像装置は、
種々の装置が提案されているが、最も一般的な方法の一
つとして、現像剤担持体である現像スリーブ上に、現像
剤であるトナーの薄層を形成し、現像スリーブを感光ド
ラムに極めて近接させた状態で、現像スリーブにＡＣ成
分とＤＣ成分からなる現像バイアス電圧を印加し、感光
ドラム上の静電潜像と現像スリーブの電位差によって現
像を行う方法が用いられている。

【０００８】上記した帯電装置と現像装置を用いた場
合、帯電装置での帯電バイアス電圧にＡＣ成分が含ま
れ、かつ現像装置の現像バイアス電圧にもＡＣ成分が含
まれ、その周波数が異なると、帯電バイアス電圧のＡＣ
成分と現像バイアス電圧のＡＣ成分が干渉しあって、現
像後の画像に濃度ムラが発生しやすくなる。

【０００９】また、上記した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。

【００１０】図９は、感光ドラム表面おける帯電電位の
帯電ムラ分布の一例を示した図である。図９中の横軸
は、感光ドラムの回転方向に沿った感光ドラム表面上の
位置であり、縦軸は、感光ドラム表面の帯電電位であ
る。この帯電ムラの周期は、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
て画像の品位を著しく低下させてしまう。

【００１１】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。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、感光ドラム表
面に与えるダメージが大きくなる。

【００１２】また、ＡＣバイアスによる接触帯電方式の
帯電装置では、感光ドラム表面に接触させた帯電部材
（帯電ローラ）にＡＣ成分を含んだ帯電バイアス電圧を
印加することで、感光ドラム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。

【００１３】その結果、この加速された多量のプラズマ
イオンが、感光ドラム表面に衝突することで感光ドラム
表面が削り取られるという現象がある。この現象を接触
帯電による感光ドラム表面の削れ現象という。

【００１４】感光ドラム表面の削れが進行して、感光ド
ラム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。

【００１５】（１）表面の感光層や絶縁層が薄くなる
と、感光ドラム表面が傷つきやすくなる。

【００１６】（２）感光ドラム表面の静電気容量の増大
に伴い所定の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せられる。

【００１７】そこで、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
ため、従来では、帯電バイアスのＡＣ成分の周波数を、
形成した画像中の中間濃度部の広さ、あるいは比率を検
知し、その検知結果によって、中間濃度部の広さ、ある
いは比率が高い場合に、帯電バイアスのＡＣ成分の周波
数を大きい方向に切り換えるようにしている。

【００１８】これにより、感光ドラムの削れ現象を大き
く促進させることなく、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
ぼすのを防止している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うに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を防止するた
め、帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数を切り換える
と、現像バイアス電圧のＡＣ成分との干渉ムラが生じる
という不具合が発生し、現像後の画像に濃度ムラが発生
しやすくなる。

【００２０】そこで本発明は、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、かつ帯電バイアスのＡＣ成分と現
像バイアスのＡＣ成分の干渉ムラが防止できる画像形成
装置を提供することを目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、像担持体の表面に接触また
は近接して設けられ、該像担持体を帯電する帯電部材
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印加手段とを有する帯
電手段と、入力される画像信号に応じて前記像担持体に
画像露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担
持体の表面に近接または接触して設けられ、前記静電潜
像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持
体と、該現像剤担持体にＡＣ成分とＤＣ成分からなる現
像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段とを有
する現像手段と、を備えた画像形成装置において、前記
帯電バイアス印加手段から前記帯電部材に印加する帯電
バイアス電圧の前記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手
段と、前記現像バイアス印加手段から前記現像剤担持体
に印加する現像バイアス電圧の前記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、を備え、前記帯電バイアス周波
数切り換え手段による帯電バイアス電圧の前記ＡＣ成分
の周波数切り換えに応じて、前記現像バイアス周波数切
り換え手段による現像バイアス電圧の前記ＡＣ成分の周
波数を切り換えることを特徴としている。

【００２２】また、前記露光手段に入力される画像信号
に応じて形成される画像の中に占める中間濃度部の広さ
或は比率を検知する検知手段を有し、該検知手段による
検知結果に基づいて、前記帯電バイアス周波数切り換え
手段による帯電バイアス電圧の前記ＡＣ成分の周波数を
切り換え、更に前記帯電バイアス周波数切り換え手段に
よる帯電バイアス電圧の前記ＡＣ成分の周波数を切り換
えに応じて、前記現像バイアス周波数切り換え手段によ
る現像バイアス電圧の前記ＡＣ成分の周波数を切り換え
ることを特徴としている。

【００２３】また、前記検知手段で検知した画像の中に
占める中間濃度部の広さ或は比率が大きい場合には、前
記帯電バイアス周波数切り換え手段で帯電バイアス電圧
の前記ＡＣ成分のうちから大きい周波数のＡＣ成分に切
り換えると共に、前記現像バイアス周波数切り換え手段
で現像バイアス電圧の前記ＡＣ成分のうちから大きい周
波数のＡＣ成分に切り換えることを特徴としている。

【００２４】また、前記検知手段で検知した画像の中に
占める中間濃度部の広さ或は比率が小さい場合には、前
記帯電バイアス周波数切り換え手段で帯電バイアス電圧
の前記ＡＣ成分のうちから小さい周波数のＡＣ成分に切
り換えると共に、前記現像バイアス周波数切り換え手段
で現像バイアス電圧の前記ＡＣ成分のうちから小さい周
波数のＡＣ成分に切り換えることを特徴としている。

【００２５】また、前記帯電バイアス周波数切り換え手
段で切り換えられた帯電バイアス電圧の前記ＡＣ成分の
周波数と、それに応じて前記現像バイアス周波数切り換
え手段で切り換えられた前記現像バイアス電圧の前記Ａ
Ｃ成分の周波数は整数倍の関係であることを特徴として
いる。

【００２６】また、前記検知手段は、前記露光手段に入
力される画像信号に応じて形成される画像の濃度の特性
を選択する濃度特性選択手段と、該濃度特性選択手段で
選択された濃度特性に基づいて前記露光手段に入力され
る画像信号に応じて形成される画像の中に占める中間濃
度部の広さ或は比率を検知する特性検知手段とを備えて
いることを特徴としている。

【００２７】また、前記濃度特性選択手段は、文字モー
ドと写真モードのいずれかのモードを選択することを特
徴としている。

【００２８】また、前記検知手段は、前記露光手段に入
力される多値の画像信号の中で、所定の濃度域の濃度に
対応した信号値を有する画像信号の数をカウントするこ
とによって、前記露光手段に入力される画像信号に応じ
て形成される画像の中に占める中間濃度部の広さ或は比
率を検知することを特徴としている。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００３０】〈実施の形態１〉図１は、本実施の形態に
係る画像形成装置（本実施の形態では、文字モードと写
真モードが選択可能なアナログ方式の複写機）を示す概
略構成図である。

【００３１】この画像形成装置は、主要構成要素とし
て、像担持体である感光ドラム１と、その周囲に接触帯
電方式の帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装
置５、クリーニング装置６を備えている。

【００３２】感光ドラム１は、本実施の形態では負帯電
の有機感光体で、アルミニウム製の円筒状の導電性基体
（不図示）上に感光層（不図示）を有しており、矢印ａ
方向に所定の周速度で回転駆動される。

【００３３】帯電装置２は、帯電ローラ１０と帯電周波
数切り換え装置１１と帯電バイアス電源１２を有してい
る。帯電ローラ１０は、金属製の芯金１０ａとその芯金
１０ａの周囲を包み込む導電性ないし半導電性の弾性部
材１０ｂ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感光ドラム１に
接触し、感光ドラム１が矢印ａ方向に回転すると、帯電
ローラ１０は矢印ｂ方向に従動回転する構成になってい
る。

【００３４】帯電ローラ１０の芯金１０ａには、帯電周
波数切り換え装置１１を介して帯電バイアス電源１２が
接続されている。帯電バイアス電源１２には、第１，第
２のＡＣ成分帯電電源部１３ａ，１３ｂとＤＣ成分帯電
電源部１４を有しており、帯電周波数切り換え装置１１
で第１，第２のＡＣ成分帯電電源部１３ａ，１３ｂのい
ずれかを選択して、帯電ローラ２の芯金１０ａに画像形
成のタイミングに同期して、ＡＣ成分とＤＣ成分からな
る帯電バイアス電圧を印加し、感光ドラム１の表面を帯
電バイアス電圧のＤＣ成分と略同等の電位となるように
帯電する。本実施例においては、第１のＡＣ成分帯電電
源部１３ａの出力の周波数は８００（Ｈｚ）であり、第
２のＡＣ成分帯電電源部１３ｂの出力の周波数は１２０
０（Ｈｚ）であり、ＤＣ成分帯電電源部１４の出力の値
は−７５０（Ｖ）である。

【００３５】露光装置３は、帯電装置２で一様に帯電し
た感光ドラム１表面に、原稿画像或は入力した画像信号
に対応した画像露光Ｌを行い、感光ドラム１上に静電潜
像を形成する。

【００３６】原稿（不図示）を画像形成する場合、前記
画像露光Ｌは原稿（不図示）に一様な光（以下、原稿照
射光という）を照射し、原稿からの反射光を光学系（不
図示）を介して感光ドラム１上に照射するものである。
そして、本実施の形態では、原稿照射光は光量切り換え
装置（不図示）によって、後述する第１の光量と第２の
光量（第１の光量＞第２の光量）の２種類の光量が選択
できる構成になっている。

【００３７】また、本実施の形態では、原稿画像の濃度
と画像形成装置が出力する画像の濃度の関係（以下、こ
の関係を濃度出力特性という）を選択できる濃度出力特
性選択スイッチ７を備えている。濃度出力特性選択スイ
ッチ７による濃度出力特性の選択は、文字モードと写真
モードの２種類のモードの中から行うことができる。濃
度出力特性選択スイッチ７には制御装置８が接続されて
おり、制御装置８は濃度出力特性選択スイッチ７から入
力される選択されたモード情報（文字モード或は写真モ
ード）に応じて、上記した帯電バイアス電圧のＡＣ成分
の周波数と、原稿照射光の光量と、現像バイアス電圧の
ＡＣ成分の周波数を切り換える（詳細は後述する）。

【００３８】現像装置４は、トナーが表面に担持される
回転自在な現像ローラ４ａと、現像ローラ４ａ上に担持
したトナーの層厚を規制するトナー規制ブレード４ｂを
有しており、露光装置３の露光によって帯電された感光
ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを付着させ
て、トナー像として顕像化する。

【００３９】現像ローラ４ａには、現像バイアス電圧切
り換え装置１５を介して現像バイアス電源１６が接続さ
れている。現像バイアス電源１６には、第１，第２のＡ
Ｃ成分現像電源部１７ａ，１７ｂとＤＣ成分現像電源部
１８を有しており、現像バイアス電圧切り換え装置１５
で第１，第２のＡＣ成分現像電源部１７ａ，１７ｂのい
ずれかを選択して、現像ローラ４ａに画像形成のタイミ
ングに同期して、ＡＣ成分とＤＣ成分からなる現像バイ
アス電圧を印加する。

【００４０】転写装置５は、搬送される紙等の転写材Ｐ
の裏面側にコロナ放電によって前記トナー像と逆極性の
電荷を与え、静電力によりトナー像を転写材に転写す
る。

【００４１】クリーニング装置６は、先端が感光ドラム
１表面に当接し、回転する感光ドラム１表面の転写後の
残留トナー等の付着物を清掃するクリーニングブレード
６ａを有している。

【００４２】次に、上記した本実施の形態に係る画像形
成装置の画像形成動作について説明する。

【００４３】画像形成時には、感光ドラム１は不図示の
駆動手段により矢印ａ方向に回転駆動されている。この
時、帯電ローラ１０には帯電バイアス電源１２よりＡＣ
（交流）にＤＣ（直流）を重畳させた電圧が印加され、
感光ドラム１の表面を負極性の所定電位に帯電する。

【００４４】そして、帯電処理された感光ドラム１上に
露光装置３より画像露光Ｌが与えられ、原稿画像に応じ
た正極性の静電潜像が形成される。この感光ドラム１上
の静電潜像は、現像装置４の現像ローラ４ａによりこの
静電潜像と同極性の負に帯電されたトナーが付着され、
トナー像として現像される。この際、現像ローラ４ａに
は、現像バイアス電源１６からＡＣ（交流）にＤＣ（直
流）を重畳させた電圧が印加される。

【００４５】そして、感光ドラム１上のトナー像が転写
装置５上に到達すると、このタイミングに合わせて転写
材Ｐが感光ドラム１と転写装置５間に搬送され、転写装
置５により転写材Ｐの裏側に正極性の電荷が付与され
て、表面側に感光ドラム１上のトナー像が転写される。
トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置（不図示）に
搬送され、定着装置（不図示）により転写トナー像が転
写材Ｐ上に永久固着画像として定着されて排出される。

【００４６】一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、
その表面がクリーニング装置６のクリーニングブレード
６ａによって残留トナーやその他の付着物が除去されて
クリーニングされる。

【００４７】上記画像形成において、帯電ローラ１０に
は帯電周波数切り換え装置１１の切り換えにより、帯電
バイアス電源１２の第１のＡＣ成分帯電電源部１３ａか
ら周波数８００Ｈｚの交流電圧に、ＤＣ成分帯電電源部
１４から−７５０Ｖの直流電圧を重畳した帯電バイアス
電圧を印加したが、この場合の感光ドラム１表面は、図
２（ａ）に示すように約−７５０（Ｖ）に帯電されるも
のの、６０（Ｖ）程度のリップルをもっている（このリ
ップルが上記した帯電ムラのことである）。

【００４８】一方、帯電周波数切り換え装置１１の切り
換えにより、帯電バイアス電源１２の第２のＡＣ成分帯
電電源部１３ｂから周波数１２００Ｈｚの交流電圧に、
ＤＣ帯電電源部１４から−７５０Ｖの直流電圧を重畳し
た帯電バイアス電圧を帯電ローラ２に印加した場合に
は、図２（ｂ）に示すように感光ドラム１表面は均一に
−７５０（Ｖ）に帯電される。

【００４９】また、上記画像形成において、現像ローラ
４ａには、帯電ローラ１０に印加された帯電バイアス電
圧の周波数に応じて、現像バイアス電圧切り換え装置１
５によって選択された第１のＡＣ成分現像電源部１７ａ
或は第２のＡＣ成分現像電源部１７ｂからの第１の周波
数（１６００Ｈｚ）か第２の周波数（２４００Ｈｚ）の
うち、どちらか一方の周波数の現像バイアス電圧が印加
される。

【００５０】本実施の形態では、帯電バイアス電圧とし
ての周波数が第１のＡＣ成分帯電電源部１３ａの８００
Ｈｚの場合は、現像バイアス電圧として周波数は第１の
ＡＣ現像電源部１７ａの１６００Ｈｚを選択し、帯電バ
イアス電圧としての周波数が第２のＡＣ成分帯電電源部
１３ｂの１２００Ｈｚであった場合は、現像バイアス電
圧としての周波数は第２のＡＣ現像電源部１７ｂの２４
００Ｈｚを選択するように構成されており、現像バイア
ス電圧のＡＣ成分の周波数は、帯電バイアス電圧のＡＣ
成分の周波数と整数倍の関係を保つようにしている。

【００５１】また、図３（ａ）は、上記光量切り換え装
置（不図示）による切り換えによって第１の光量の原稿
照射光で画像露光Ｌを照射した場合の、原稿画像の画像
濃度とその画像露光Ｌを照射した後の感光ドラム１表面
の電位の関係を示した図である。第１の光量は、感光ド
ラム１の感光特性が飽和する程度の大きい光量である。

【００５２】図３（ｂ）は、上記光量切り換え装置（不
図示）による切り換えによって第２の光量の原稿照射光
で画像露光Ｌを照射した場合の、原稿画像の画像濃度と
その画像露光Ｌを照射した後の感光ドラム１表面の電位
の関係を示した図である。第２の光量は、感光ドラム１
の感光特性が比較的リニアな領域な光量である。

【００５３】図４（ａ）は、現像ローラ４ａに第１のＡ
Ｃ成分現像電源部１７ａの周波数１６００Ｈｚの現像バ
イアス電圧を印加した場合における、感光ドラム１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て
トナー像を転写材に転写し定着した後の出力画像の濃度
の関係を示した図である。また、図４（ｂ）は、現像ロ
ーラ４ａに第２のＡＣ成分現像電源部１７ｂの周波数２
４００Ｈｚの現像バイアス電圧を印加した場合におけ
る、感光ドラム１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てトナー像を転写材に転写し定着し
た後の出力画像の濃度の関係を示した図である。

【００５４】また、上記した濃度出力特性選択スイッチ
７で文字モードが選択された場合は、原稿照射光は前記
第１の光量（大）で画像形成を実行する。この条件で画
像形成を実行した場合には、図３の（ａ）、図４の
（ａ）の特性より濃度出力特性は、図５（ａ）に示すよ
うになる。この場合の画像形成では、原稿画像の背景部
（白地部）は完全な白に、文字部は濃度の低い細線等も
明瞭に認識できる画像が出力できる。

【００５５】一方、濃度出力特性選択スイッチ７で写真
モードが選択された場合は、原稿照射光は前記第２の光
量（小）で画像形成を実行する。この条件で画像形成を
実行した場合には、図４の（ｂ）、図５の（ｂ）の特性
より濃度出力特性は、図５（ｂ）に示すようになる。こ
の場合の画像形成では、原稿画像の中間濃度部を忠実な
濃度で再現するので階調性豊かな画像が出力できる。

【００５６】文字モードと写真モードの２種類のモード
のうち、どちらかを選択することは、出力される画像の
状態について以下に説明するような情報を検知すること
と等しいと考えられる。

【００５７】文字モードが選択された場合は、その濃度
出力特性上、出力される画像の中に占める中間濃度部の
広さが、原稿画像の中に含まれる中間濃度部の広さより
大幅に減少する。さらに、画像形成装置の使用者が文字
モードを選択すること自体が、原稿画像は階調表現を要
する中間濃度部を多く含んでいないことを意味する。即
ち、文字モードが選択された時点で、出力画像の中に占
める中間濃度部の広さあるいは比率は非常に小さいこと
が判断できる。

【００５８】一方、写真モードが選択された場合は、そ
の濃度出力特性上、出力される画像の中に占める中間濃
度部の広さは、原稿画像の中に含まれる中間濃度部の広
さと一致する。さらに、画像形成装置の使用者が写真モ
ードを選択すること自体が、原稿画像は階調表現を要す
る中間濃度部を多く含んでいることを意味する。即ち、
写真モードが選択された時点で、出力画像の中に占める
中間濃度部の広さあるいは比率は非常に大きいことが判
断できる。

【００５９】即ち、濃度出力特性選択スイッチ７で選択
されたモードを検知することは、出力される画像の中に
占める中間濃度部の広さあるいは比率を検知することに
等しい。

【００６０】次に、本実施の形態の画像形成装置による
画像形成条件の設定を、図６に示すフローチャートを参
照して説明する。

【００６１】先ず、濃度出力特性選択スイッチ７により
選択されたモードを制御装置８で検知し（ステップＳ
１）、制御装置８は検知したモードに応じて帯電周波数
切り換え装置１１で帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波
数を切り換える。

【００６２】ステップＳ１で上記した文字モードが選択
された場合は、制御装置８の制御により帯電周波数切り
換え装置１１で第１のＡＣ帯電電源部１３ａの第１の周
波数（８００Ｈｚ）を選択して、帯電バイアス電圧を帯
電ローラ１０に印加し感光ドラム１表面を帯電する（ス
テップＳ２）。

【００６３】そして、原稿照射光の光量を上記した第１
の光量とし、現像バイアス電圧を第１のＡＣ現像電源部
１７ａの第１の周波数（１６００Ｈｚ）として、トナー
像を形成し（ステップＳ３）、そのトナー像を転写材Ｐ
に転写し、定着して出力する（ステップＳ６）。

【００６４】このように、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、図２
（ａ）に示したように感光ドラム１表面の帯電電位には
約６０（Ｖ）のリップルが生じるが、中間濃度部を含ま
ない画像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。

【００６５】文字モード、即ち、中間濃度部を含まない
画像においては、白地部と文字部のみが存在する。白地
部の電位は、図３（ａ）に示したように感光ドラム１の
感光特性が飽和している領域なので、画像露光後の白地
部の電位にはリップルは残らない。一方、文字部の電位
には、帯電電位のリップルがそのまま残っているもの
の、図４（ａ）に示したように現像装置４の特性が飽和
しているので、文字部に帯電電位のリップルの悪影響は
現れない。

【００６６】そして、ステップＳ１で文字モードでなく
写真モードが選択された場合は、制御装置８の制御によ
り帯電周波数切り換え装置１１で第２のＡＣ帯電電源部
１３ｂの第２の周波数（１２００Ｈｚ）を選択して、帯
電バイアス電圧を帯電ローラ１０に印加し感光ドラム１
表面を帯電する（ステップＳ４）。

【００６７】そして、原稿照射光の光量を上記した第２
の光量とし、現像バイアス電圧を第２のＡＣ現像電源部
１７ｂの第２の周波数（２４００Ｈｚ）として、トナー
像を形成し（ステップＳ５）、そのトナー像を転写材Ｐ
に転写し、定着して出力する（ステップＳ６）。

【００６８】このように、第２の周波数（１２００Ｈ
ｚ）の帯電バイアス電圧による帯電を行った場合には、
図２（ｂ）に示したように感光ドラム１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
画像でも、濃度ムラの無い高品位な状態で出力できる。

【００６９】このように本実施の形態によれば、文字モ
ードでも写真モードでも出力する画像を常に高品位に形
成することができる。

【００７０】更に、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する写真モード）のみ
でしか大きくしないので、感光ドラム１へのダメージも
最小限に抑えることができるのみならず、帯電バイアス
電圧の周波数を切り換えるのに応じて、現像バイアス電
圧の周波数を切り換え、帯電バイアス電圧の周波数と現
像バイアス電圧の周波数を、常に整数倍の関係にするた
め、二つの周波数の干渉による濃度ムラの発生を防止す
ることができる。

【００７１】従って、簡単で安価な構成で高品位な画像
を得ることができ、かつ感光ドラム１の長寿命化が可能
になった。

【００７２】なお、本実施の形態においては、文字モー
ドの場合の帯電バイアス電圧の周波数を８００Ｈｚ、写
真モードの場合の帯電バイアス電圧の周波数を１２００
Ｈｚとしたが、この周波数は画像形成装置の感光ドラム
の移動速度、一次帯電部位における感光ドラムの曲率、
帯電ローラ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く、現
像バイアス電圧の周波数についても同様である。

【００７３】なお、本実施の形態の画像形成装置では、
アナログ方式の複写機に本発明を実施した場合に関する
ものであったが、デジタル複写機についても文字モード
と写真モード等の濃度出力特性を選択できる手段と、選
択された特性を検知する手段を具備して、選択したモー
ドに合わせて帯電バイアス電圧の周波数を切り換えれば
同様の効果を得ることができる。また、デジタル複写機
の場合には、文字モードと写真モードでの濃度出力特性
の切り換えをガンマ変換テーブルで行うことが望まし
く、原稿照明光の光量の切り換えは必要ない。

【００７４】〈実施の形態２〉本実施の形態では、デジ
タル複写機やデジタルレーザープリンターのように、多
値の画像信号に対応したトナー像を形成する画像形成装
置に本発明を実施した場合について説明する。本実施の
形態においても、図１に示した画像形成装置を用いて説
明する。なお、本実施の形態では、画像形成装置が出力
する画像の中に占める中間濃度部の広さ或は比率を検知
する手段が実施の形態１とは異なり、また、原稿照射光
の光量の切り換え手段も具備していない。それ以外の構
成は実施の形態１と同様であり、本実施の形態では重複
する説明は省略する。

【００７５】本実施の形態では、露光装置３から感光ド
ラム１に照射される画像露光Ｌは、４００ｄｐｉの解像
度で０から２５５までの２５６のレベルを有する多値の
画像信号に対応している。従って、Ａ４サイズの画像中
には約１５０万個の画素が存在する。

【００７６】次に、本実施の形態の画像形成装置による
画像形成条件の設定を、図７に示すフローチャートを参
照して説明する。

【００７７】先ず、帯電装置２で感光ドラム１表面を一
様に帯電する前に、画像形成を実行する予定の上記多値
の画像信号の中で所定の濃度域（例えば、対数反射濃度
で０．３〜１．０）に対応した信号値である画素の数を
カウントする（ステップＳ１０）。つまり、この０から
２５５の多値の画像信号が０．０５から１．５０までの
濃度値を表しているとすれば、信号値が４４以上１６８
以下の画素の数をカウントすればよい。

【００７８】こうしてカウントした中間濃度部の画素数
が全体の画素数の１５０万個の対して３０％を超えない
場合は、中間濃度部の比率は小さいと判断する（ステッ
プＳ１１）。

【００７９】こうして検知した中間濃度部の比率の大小
に対応して、帯電装置２の帯電バイアス電圧の周波数を
切り換える。この際、中間濃度部の比率が小さい場合
は、帯電周波数切り換え装置１１によって第１のＡＣ成
分帯電電源部１３ａの第１の周波数（８００Ｈｚ）を選
択して、帯電バイアス電圧を帯電ローラ１０に印加し感
光ドラム１表面を帯電する（ステップＳ１２）。そし
て、現像バイアス電圧を第１のＡＣ成分現像電源部１７
ａの第１の周波数（１６００Ｈｚ）として、トナー像を
形成し（ステップＳ１３）、そのトナー像を転写材Ｐに
転写し、定着して出力する（ステップＳ１４）。

【００８０】そして、ステップＳ１１で中間濃度部の比
率が３０％を超えている場合は、帯電周波数切り換え装
置１１によって第２のＡＣ成分帯電電源部１３ｂの第２
の周波数（１２００Ｈｚ）を選択して、帯電バイアス電
圧を帯電ローラ１０に印加し感光ドラム１表面を帯電す
る（ステップＳ１５）。そして、現像バイアス電圧を第
２のＡＣ成分現像電源部１７ｂの第２の周波数（２４０
０Ｈｚ）として、トナー像を形成し（ステップＳ１
６）、そのトナー像を転写材Ｐに転写し、定着して出力
する（ステップＳ１４）。

【００８１】このように本実施の形態によれば、中間濃
度部を少ししか含まない画像を出力をする場合には、帯
電バイアス電圧の周波数を帯電ムラが生じてしまう程度
の比較的低い周波数に切り換えるのに応じて、現像バイ
アス電圧の周波数も帯電バイアス電圧の周波数の整数倍
になるように切り換えることによって、感光ドラム１表
面の削れを最小限に抑えることができる。更に、帯電バ
イアス電圧の周波数と、現像バイアス電圧の周波数との
干渉ムラによる濃度ムラの発生を防止することができ
る。

【００８２】上記中間濃度部を少ししか含まない画像に
おいては、帯電ムラが画像の品位を低下することがない
ので、出力される画像はもちろん高品位な画質である。

【００８３】また、中間濃度部を多く含む画像を出力す
る場合においても、帯電バイアス電圧の周波数を帯電ム
ラが生じない程度の比較的高い周波数に切り換えるのに
応じて、現像バイアス電圧の周波数も帯電バイアス電圧
の周波数の整数倍になるように切り換えることによっ
て、帯電濃度ムラの無い高品位な画質を得ることができ
る。更に、帯電バイアス電圧の周波数と、現像バイアス
電圧の周波数との干渉ムラによる濃度ムラの発生を防止
することができる。

【００８４】更に、本実施の形態においては、実施の形
態１よりも正確に画像のタイプ（画像の中に占める中間
濃度部の広さあるいは比率の大小）が判別できる。

【００８５】また、本実施の形態の構成では、画換の背
景部（白地部）に当たる画素も、画像の一部としてカウ
ントしたが、背景部にはトナー像を形成しないので、帯
電ムラによる濃度ムラの発生の有無には関係しない。

【００８６】そこで、以下に説明するカウント方法を使
用すれば、帯電ムラが画像の品位に良し悪しに関係する
画像部にのみに占める中間濃度部の比率をさらに正確に
判断することができる。

【００８７】先ず、中間濃度部に対応した信号値の画素
数を上記構成と同様の方法でカウントし、同時に画像の
背景部（白地部）に対応した信号値の画素数をカウント
する。例えば、対数反射濃度で０．２以下、即ち信号値
が２６以下の画素数をカウントする。

【００８８】次に、全体の画素数から画像の背景部に対
応する画素数を差し引いた数に対して中間濃度の画素数
が３０％を超えた場合は、この画像信号に対応して出力
する画像の中に占める中間濃度部の比率は大きいと判断
し、３０％を超えない場合は、中間濃度部の比率は小さ
いと判断する。

【００８９】本実施の形態において、中間濃度域は０．
３〜１．０に限るものではなく、画像形成装置で使用す
る帯電装置の帯電特性、感光ドラムの感光特性、現像装
置の現像特性に応じて決定すれば良い。また、帯電装置
の帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数が低い時に、そ
の周波数に対応した濃度ムラが発生する濃度域を中間濃
度部とみなすのが望ましい。

【００９０】なお、本実施の形態において、中間濃度部
の比率の大小を判断する基準となる比率は３０％に限定
されることはなく、画像形成装置の使用者の好み等に応
じて２０％〜８０％の間で判断の基準を設定すれば、本
発明の効果を十分に得ることができる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
間濃度部に帯電周波数に相当する濃度ムラが発生するこ
とのない画像が得られると同時に、帯電周波数と現像周
波数の干渉による濃度ムラが発生することのない高品位
な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示
す概略構成図。

【図２】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１における帯電
後の感光ドラム表面の帯電電位の分布を示す図。

【図３】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１における原稿
画像の画像濃度と感光ドラム表面の電位の関係を示す
図。

【図４】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１における感光
ドラム表面上の静電潜像の電位と出力画像の濃度の関係
を示す図。

【図５】（ａ）は、実施の形態１における文字モードの
濃度出力特性を示す図、（ｂ）は、実施の形態１におけ
る写真モードの濃度出力特性を示す図。

【図６】実施の形態１における画像形成装置の画像形成
条件の設定のフローチャート。

【図７】実施の形態２における画像形成装置の画像形成
条件の設定のフローチャート。

【図８】従来の接触帯電方式の帯電装置の一例を示す
図。

【図９】帯電ムラの発生時における感光ドラム表面の帯
電電位の分布の一例を示す図。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２帯電装置（帯電手段）３露光装置（露光手段）４現像装置（現像手段）４ａ現像ローラ（現像剤担持体）５転写装置６クリーニング装置６ａクリーニングブレード７濃度特性選択スイッチ（濃度特性選択手段）８制御装置（特性検知手段）１０帯電ローラ（帯電部材）１０ａ芯金１０ｂ弾性部材１１帯電バイアス周波数切り換え装置（帯電バイ
アス周波数切り換え手段）１２帯電バイアス電源（帯電バイアス印加手段）１３ａ第１のＡＣ成分帯電電源部１３ｂ第２のＡＣ成分帯電電源部１４ＤＣ成分帯電電源部１５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）１６現像バイアス電源（現像バイアス印加手段）１７ａ第１のＡＣ成分現像電源部１７ｂ第２のＡＣ成分現像電源部１８ＤＣ成分現像電源部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体の表面に接触または近接して設
けられ、該像担持体を帯電する帯電部材と、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
する帯電バイアス印加手段とを有する帯電手段と、入力
される画像信号に応じて前記像担持体に画像露光して静
電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体の表面に近
接または接触して設けられ、前記静電潜像に現像剤を付
着させて現像剤像を形成する現像剤担持体と、該現像剤
担持体にＡＣ成分とＤＣ成分からなる現像バイアス電圧
を印加する現像バイアス印加手段とを有する現像手段
と、を備えた画像形成装置において、前記帯電バイアス印加手段から前記帯電部材に印加する
帯電バイアス電圧の前記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
え手段と、前記現像バイアス印加手段から前記現像剤担持体に印加
する現像バイアス電圧の前記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、を備え、前記帯電バイアス周波数切り換え手段による帯電バイア
ス電圧の前記ＡＣ成分の周波数切り換えに応じて、前記
現像バイアス周波数切り換え手段による現像バイアス電
圧の前記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。
【請求項２】前記露光手段に入力される画像信号に応
じて形成される画像の中に占める中間濃度部の広さ或は
比率を検知する検知手段を有し、該検知手段による検知結果に基づいて、前記帯電バイア
ス周波数切り換え手段による帯電バイアス電圧の前記Ａ
Ｃ成分の周波数を切り換え、更に前記帯電バイアス周波
数切り換え手段による帯電バイアス電圧の前記ＡＣ成分
の周波数を切り換えに応じて、前記現像バイアス周波数
切り換え手段による現像バイアス電圧の前記ＡＣ成分の
周波数を切り換える、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記検知手段で検知した画像の中に占め
る中間濃度部の広さ或は比率が大きい場合には、前記帯
電バイアス周波数切り換え手段で帯電バイアス電圧の前
記ＡＣ成分のうちから大きい周波数のＡＣ成分に切り換
えると共に、前記現像バイアス周波数切り換え手段で現
像バイアス電圧の前記ＡＣ成分のうちから大きい周波数
のＡＣ成分に切り換える、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記検知手段で検知した画像の中に占め
る中間濃度部の広さ或は比率が小さい場合には、前記帯
電バイアス周波数切り換え手段で帯電バイアス電圧の前
記ＡＣ成分のうちから小さい周波数のＡＣ成分に切り換
えると共に、前記現像バイアス周波数切り換え手段で現
像バイアス電圧の前記ＡＣ成分のうちから小さい周波数
のＡＣ成分に切り換える、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記帯電バイアス周波数切り換え手段で
切り換えられた帯電バイアス電圧の前記ＡＣ成分の周波
数と、それに応じて前記現像バイアス周波数切り換え手
段で切り換えられた前記現像バイアス電圧の前記ＡＣ成
分の周波数は整数倍の関係である、請求項１、２、３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記検知手段は、前記露光手段に入力さ
れる画像信号に応じて形成される画像の濃度の特性を選
択する濃度特性選択手段と、該濃度特性選択手段で選択
された濃度特性に基づいて前記露光手段に入力される画
像信号に応じて形成される画像の中に占める中間濃度部
の広さ或は比率を検知する特性検知手段とを備えてい
る、請求項２、３、４又は５記載の画像形成装置。
【請求項７】前記濃度特性選択手段は、文字モードと
写真モードのいずれかのモードを選択する、請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】前記検知手段は、前記露光手段に入力さ
れる多値の画像信号の中で、所定の濃度域の濃度に対応
した信号値を有する画像信号の数をカウントすることに
よって、前記露光手段に入力される画像信号に応じて形
成される画像の中に占める中間濃度部の広さ或は比率を
検知する、請求項２、３、４又は５記載の画像形成装置。