JP2019040089A - 画像形成装置及び電圧印加方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第一現像ローラ４１や第二現像ローラ４２に印加される重畳電圧からなる現像バイアスの交流成分の周波数が不適切な値であることに起因する表面電位センサー８による感光体表面電位の検知誤差を抑える。【解決手段】感光体１の表面電位を検知する表面電位センサー８と、直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧を印加している第一現像ローラ４１や第二現像ローラ４２に担持した現像剤によって感光体１上の潜像を現像する現像装置４とを備える画像形成装置において、表面電位センサー８の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎと、前記交流電圧の周波数ｆｃとについて、周波数ｆｃが駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数でなく、且つ、周波数ｆｃが駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数に所定の値を加算した値であるという関係を具備させた。【選択図】図２

Description

本発明は画像形成装置に関するものである。

従来、潜像担持体の表面電位を検知する表面電位検知部材と、潜像を現像する現像剤担持体に、直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧を印加する印加手段とを備える画像形成装置が知られている。

例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、潜像担持体たる感光体の表面を帯電装置によって一様に帯電させた後、その表面の電位を表面電位検知部材たる表面電位センサーによって検知する。この表面電位センサーの近くには、感光体の表面上の静電潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体が配設されている。この現像剤担持体には重畳電圧からなる現像バイアスが印加されており、現像バイアスによって形成される電界が現像剤担持体の近くに配設された表面電位センサーの検知精度を低下させるおそれがある。そこで、この画像形成装置では、表面電位センサーを電磁シールドで覆うことで、前述の電界に起因する表面電位の検知誤差を抑えることができるとされている。

しかしながら、電磁シールドは、現像バイアスによって形成される電界に起因する表面電位の検知誤差を完全に防止できるものではない。例えば、電磁シールドには、表面電位センサーの音叉振動子の近くに開口を設ける必要があり、前述の電界がその開口を通じて表面電位の検知に悪影響を及ぼす可能性がある。現像バイアスの交流成分の周波数によっては、前述の電界が表面電位の検知精度を著しく低下させてしまうことがあるため、たとえ電磁シールドを設けていたとしても、表面電位の検知誤差を許容範囲内に留めることが困難になるおそれがある。この一方で、現像バイアスの交流成分の周波数を適切に設定すれば、電磁シールドを設けなくても、前述の電界による表面電位の検知誤差を許容範囲内に留め得る可能性がある。

上述した課題を解決するために、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の表面電位を検知する表面電位検知部材と、表面に担持した現像剤によって前記潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧を印加する印加手段とを備える画像形成装置において、前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数でなく、且つ、前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数に所定の値を加算した値となるように、前記周波数ｆｃを設定することを特徴とするものである。

本発明によれば、現像剤担持体に印加される重畳電圧の交流成分の周波数が不適切な値であることに起因する表面電位検知手段による表面電位の検知誤差を抑えることができるという優れた効果がある。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタにおける四つの作像ユニットのうち、何れか一つを示す拡大図。 第一実験における表面電位センサーによる表面電位の検知結果の経時変化を示すグラフ。 第二実験における表面電位センサーによる表面電位の検知結果の経時変化を示すグラフ。 第三実験における表面電位センサーによる表面電位の検知結果の経時変化を示すグラフ。 同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。 自然数ｍの望ましい値を説明するためのグラフ。 実施例に係るプリンタの現像電源と各色の現像ローラとを示すブロック図。 メイン制御部に記憶されているデーターテーブルを説明するための図。

以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタの内部における略中央には、転写手段としての中間転写装置が配設されている。この中間転写装置は、無端ベルトからなる中間転写ベルト５６を、そのループ内側の四つのローラ５５，５４，５３．５２に掛け渡して支持しながら、図中矢印Ａ方向に無端移動させる。

中間転写装置の上方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像を作像する四つの作像ユニットが中間転写ベルト５６の水平張架面に沿って並ぶように配設されている。

図２は、四つの作像ユニットにおける何れか一つを示す拡大図である。四つの作像ユニットは互いに同様の構成であるので、同図においては符号の末尾に付される色分け用のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添え字を省略している。作像ユニットは、潜像担持体としての感光体１を有している。また、感光体１の周りに配設された、帯電手段としての帯電装置２、現像手段としての現像装置４、表面電位検知手段としての表面電位センサー８、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置３等も有している。

感光体１は、駆動手段によって図中矢印方向（図中反時計回り方向）に回転駆動される。この回転方向は、感光体１の表面を、中間転写ベルト５６との当接位置でベルト移動方向と同じ方向に移動させる方向である。また、後述する現像装置４の第一現像ローラ４１との対向位置で第一現像ローラ４１の表面と同じ方向に移動させたり、第二現像ローラ４２との対向位置で第二現像ローラ４２の表面と同じ方向に移動させたりする方向でもある。

回転駆動する感光体１の表面は、帯電装置２との対向位置でトナーの帯電極性と同極性（マイナス極性）に一様に帯電せしめられる。同図では、帯電装置２として、感光体１と所定の間隙を介して対向しながら感光体１の回転軸線方向に延在するワイヤーに対して帯電バイアスを印加しながら、ワイヤーと感光体１の表面との間の放電によって感光体１の表面を帯電させる方式のものを示している。かかる方式のものに代えて、感光体１の表面に接触又は近接する帯電ローラ又は帯電ブラシローラに対して帯電バイアスを印加しながら、ローラ又はブラシと感光体１の表面との間の放電によって感光体１の表面を帯電させる方式のものを用いてもよい。何れの方式のものであっても、帯電バイアスとしては、交流電圧と、トナーの帯電極性と同極性の直流電圧との重畳による重畳電圧からなるものを採用して、放電を促すようになっている。

図１において、四つの作像ユニットの上方には、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの帯電した表面に対し、画像情報に基づいて発振したレーザー光Ｌを照射して静電潜像を書き込む潜像形成手段としての光書込装置９が備えられている。また、中間転写ベルト５６のループ内には、ループ外の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとの間に中間転写ベルト５６を挟み込む一次転写ローラ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋが配設されている。それらの挟み込みにより、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト５６とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。

一次転写ローラ５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋには、一次転写電源から出力される一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト５６との間には、トナーを感光体側からベルト側に静電移動させる一次転写電界が形成される。

中間転写ベルト５６の周方向における全域のうち、ベルトループ内側に配設された二次転写対向ローラ５２に対する掛け回し領域には、二次転写ローラ６１がベルトおもて面側から当接して二次転写ニップを形成している。二次転写対向ローラ５２には、二次転写電源から出力される二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写ニップには、トナーをベルト側から二次転写ローラ６１側に静電移動させる二次転写電界が形成される。

なお、二次転写対向ローラ５２に印加される二次転写バイアスは、交流電圧と、トナーの帯電極性と同極性の直流電圧との重畳による重畳電圧からなる。その直流電圧がトナーの帯電極性と同極性であることで、トナーを自らの側から、接地されている二次転写ローラ５１の側に静電移動させることが可能である。

二次転写ローラ６１よりも下流側には、ベルトクリーニング装置が配設されている。また、二次転写ニップの図中左側には、記録紙上のトナー像を記録紙に定着させる定着装置７０が配設されている。また、プリンタの下部には、記録紙を二次転写ニップに向けて送り出す給紙装置が配設されている。

感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、帯電装置（図２の２）によって一様に目標帯電電位（ここではマイナス極性）に帯電される。そして、光書込装置９によってレーザー光Ｌが照射され、照射箇所が電位の減衰によって静電潜像を担持する。この静電潜像に対し、現像装置（図２の４）によってトナーが供給されて、静電潜像が現像される。

中間転写ベルト５６の表面は、ベルトの無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過する。この過程で、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上のＹトナー像，Ｍトナー像，Ｃトナー像，Ｋトナー像が順に重ね合わせて一次転写される。

感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップで中間転写ベルト５６上に順次一次転写されて重ね合せトナー像になる。一方、給紙装置から送り出された記録紙は、レジストローラ対によって二次転写ニップに所定のタイミングで送り込まれる。そして、二次転写ニップで中間転写ベルト５６上の重ね合わせトナー像と重ね合わされながら、ニップ圧や二次転写電界の作用によって重ね合わせトナー像が自らの表面に二次転写される。その後、定着装置７０に送られて重ね合わせトナー像をカラートナー像として定着せしめられる。

このようにしてカラートナー像が定着せしめられた記録紙は、スイッチバックさせられるか、あるいは、機外に排出される。スイッチバックさせられた場合には、上下反転せしめられた後に、二次転写ニップに再送されて、もう一方の面にも重ね合わせトナー像が二次転写された後、定着装置７０によってカラートナー像として定着せしめられる。その後、機外へと排出される。

二次転写ニップを通過した中間転写ベルト５６の表面には、記録紙に二次転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ベルトクリーニング装置によってベルト表面から除去される。

図２において、一次転写ニップを通過した感光体１の表面には、中間転写ベルト５６に一次転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、クリーニング装置６によって感光体１の表面から除去される。

現像装置４の内部には、磁性キャリアと帯電トナーとを含む現像剤が収容されており、３つの攪拌搬送スクリュー（４４，４５，４６）によって現像装置内を循環搬送される。この現像装置４には、現像剤担持体としての第一現像ローラ４１及び第二現像ローラ４２が、感光体１の表面移動方向に沿って並べて配置されている。これらの現像ローラ（４１、４２）は何れも、円筒状の現像スリーブ内部にマグネットを備えたもので、現像剤を磁力によって現像スリーブ表面上に担持する。そして、現像スリーブを回転駆動することで現像剤を感光体１と対向する現像領域に搬送する。

現像装置４に具備される３つの撹拌搬送スクリューのうち、第一撹拌搬送スクリュー４４によって搬送される現像剤は、第一現像ローラ４１に担持された後、第一現像ローラ４１の回転に伴って第一現像領域へと搬送される。第一現像ローラ４１には、交流電圧と、トナーの帯電極性と同極性（マイナス極性）の現像電圧との重畳による重畳電圧からなる現像バイアスが印加されている。現像バイアスが交流電圧による交流成分を含んでいることで、第一現像ローラ４１の表面上には所定の周期で極性を反転させる交番電界が形成される。この交番電界により、第一現像ローラ４１に担持される現像剤中において、磁性キャリア表面からのトナー粒子の離脱を促して、現像性を高めることが可能になる。

また、現像バイアスの直流成分の極性がトナーの帯電極性と同極性であることで、現像バイアスの平均電位の極性がトナーの帯電極性と同極性になる。直流成分（例えば−５００Ｖ）の絶対値は、感光体１の地肌部（一様帯電後に光書込装置９による光照射を受けていない部分）電位（例えば−６５０Ｖ）の絶対値よりも小さくなっている。加えて、感光体１に担持される静電潜像の電位（例えば−５０Ｖ）の絶対値よりも大きくなっている。このため、第一現像領域では、第一現像ローラ４１と感光体１の地肌部との間において、トナーに対して、感光体１側からローラ側に向けて静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。この一方で、第一現像ローラ４１と感光体１の静電潜像との間において、トナーに対して、ローラ側から感光体１側に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。これにより、第一現像ローラ４１に担持される現像剤のマイナス極性（例えば−３０μＣ／ｇ）のトナーが、感光体１の静電潜像に選択的に付着して静電潜像を現像する。

第一現像領域を通過した第一現像ローラ４１表面上の現像剤は、第二現像ローラ４２の表面に受け渡される。そして、第二現像ローラ４２の回転に伴って第二現像領域へと搬送される。第二現像ローラ４２にも、第一現像ローラ４１と同じ現像バイアスが印加されることから、第二現像ローラ４２上の現像剤も第一現像ローラ４１上の現像剤と同様にして、感光体１の静電潜像を現像する。その後、第二現像ローラ４２上の現像剤は、第二現像ローラ４２から離脱して第二撹拌搬送スクリューに回収される。そして、第二撹拌搬送スクリュー４５から第三撹拌搬送スクリュー４６に受け渡された後、第三撹拌搬送スクリュー４６から第一撹拌搬送スクリュー４４に受け渡される。

第一現像ローラ４１と、これに近接しつつ第一現像ローラ４１よりも感光体１の表面移動方向の下流側の位置に配設された第二現像ローラ４２とは、何れも図中で感光体１の左側方に位置しつつ、時計回り方向に回転する。これにより、感光体１との対向領域である現像領域において、自らの表面を感光体１の表面と同じ方向に表面移動させる。

感光体１の表面の周方向における全域のうち、帯電装置２との対向位置を通過してから、現像装置４との対向位置に進入する前の箇所に対しては、感光体１の地肌部電位や潜像電位を検知する表面電位センサー８が所定の間隙を介して対向している。感光体１の感光層の感光特性や帯電特性は、環境（温湿度）や、各層の劣化度合いに応じて変化する。このため、帯電バイアスの直流成分の値を単に一定に維持したり、光書込装置９から発せられるレーザー光の強度を単に一定に維持していたりすると、前述の変化に応じて感光体１の地肌部電位や静電潜像の電位（以下、潜像電位という）を変化させてしまう。すると、画像濃度を不安定にしたり、感光体１の地肌部にトナーを付着させる地汚れを発生させたりしてしまう。

そこで、このプリンタにおいては、地肌部電位や静電電位を表面電位センサー８によって検知した結果に基づいて、目標の地肌部電位や、目標の潜像電位が得られるように、帯電バイアスやレーザー光の強度を調整する処理を定期的に実施する。また、所定のテストトナー像を作像し、そのテストトナー像のトナー付着量を反射型光学センサーによって検知した結果に基づいて、目標の画像濃度が得られるように現像バイアスを調整する処理を定期的に実施する。

なお、実施形態に係るプリンタでは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の作像ユニットのそれぞれにおいて、表面電位センサー８を覆う電磁シールドを設けていない。

表面電位検知部材としての表面電位センサー８は、検知電極や、圧電セラミックス等からなる音叉型振動子などを具備している。そして、感光体１に対向させた検知電極に、感光体１の表面電位に応じた量の電荷を誘起させて感光体１との間に電気力線による静電結合を発生させる。この状態で、音叉型振動子を所定の駆動周波数で振動させて、その駆動周波数に応じた周期の開閉運動を発生させ、その開閉に伴う電気力線の量の増減を信号として取り出した結果に基づいて、感光体１の表面電位（地肌部電位等）を検知する。このような表面電位センサー８においては、感光体１とは異なる部材が存在していて、その部材に印加される電圧によって電界が形成されると、その電界が前述の電気力線の増減量に変化をもたらして表面電位の検知誤差を大きくしてしまう。すると、感光体１の地肌部電位や潜像電位を目標電位に精度良く維持することが困難になる。

一方、特許文献１に記載の画像形成装置のように、表面電位センサー８を覆う電磁シールドを設ければ、表面電位センサー８の近くの部材に対する電圧の印加によって形成される電界に起因する表面電位の検知誤差の増大化を抑えることができる。しかしながら、電磁シールドを設けることでコストアップを引き起こしてしまう。

なお、図２に示される帯電装置２のワイヤーに対しては、既に説明したように、重畳電圧からなる帯電バイアスを印加する。このため、帯電装置２のワイヤー周囲には帯電バイアスによる電界が形成される。図示のように、帯電装置２と表面電位センサー８とは離れていることから、その電界が表面電位センサー８による検知精度に影響を及ぼすことはない。これに対し、現像装置４の第一現像ローラ４１は、表面電位センサー８に対して近い位置に配設されている。第一現像ローラ４１の軸心と表面電位センサー８との距離は、帯電装置２と表面電位センサー８との距離よりも、小さくなっている。このため、検知結果に影響を及ぼすのは、主に表面電位センサー８の近くに位置している第一現像ローラ４１の周囲に形成される電界である。

次に、本発明者らが行った実験について説明する。
［第一実験］
本発明者らは、実施形態に係るプリンタと同様の基本的な構成を有するプリンタ試験機を用意した。そして、このプリンタ試験機を空運転しながら、Ｋ用の作像ユニットにおける表面電位センサー（８Ｋ）からの出力データをサンプリングした。このとき、Ｋ用の現像装置（４Ｋ）の第一現像ローラ（４１Ｋ）や第二現像ローラ（４２Ｋ）には、重畳電圧からなる現像バイアスを印加した。また、現像バイアスの交流成分の周波数ｆｃと、表面電位センサー（８Ｋ）の音叉型振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎとについて、次のような条件を満足させた。即ち、「ｆｃ＝ｆｖｓｅｎ×１２」という条件である。

この第一実験における表面電位センサー（８Ｋ）による表面電位の検知結果の経時変化を図３にグラフとして示す。図示のように、感光体（１Ｋ）の表面電位は一様であるにもかかわらず、表面電位の検知結果は大きく変動した。一秒間における検知結果の変動幅は、約７．５［Ｖ］であった。このように検知結果が大きく変動すると、感光体の表面電位を精度良く把握することができないことから、感光体の地肌部電位や潜像電位を目標電位に維持することが困難になってしまう。

［第二実験］
プリンタ試験機を空運転しながら、Ｋ用の作像ユニットにおける表面電位センサー（８Ｋ）からの出力データをサンプリングした。このとき、Ｋ用の現像装置（４Ｋ）の第一現像ローラ（４１Ｋ）や第二現像ローラ（４２Ｋ）には、マイナス極性の直流電圧だけからなる現像バイアスを印加した。

この第二実験における表面電位センサー（８Ｋ）による表面電位の検知結果の経時変化を図４にグラフとして示す。図示のように、第一実験（図３）と比較すると、表面電位センサー（８Ｋ）による表面電位の検知結果の経時変動がかなり抑えられていることがわかる。一秒間における検知結果の変動幅は、４．３［Ｖ］であった。変動幅の許容範囲は５．０［Ｖ］以内であるので、第二実験の条件であれば、表面電位の検知誤差を許容範囲に留めることができる。

［第三実験］
プリンタ試験機を空運転しながら、Ｋ用の作像ユニットにおける表面電位センサー（８Ｋ）からの出力データをサンプリングした。このとき、Ｋ用の現像装置（４Ｋ）の第一現像ローラ（４１Ｋ）や第二現像ローラ（４２Ｋ）には、重畳電圧からなる現像バイアスを印加した。また、現像バイアスの交流成分の周波数ｆｃと、表面電位センサー（８Ｋ）の音叉型振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎとについて、次のような条件を満足させた。
即ち、「ｆｃ＝ｆｖｓｅｎ×１２＋１００」という条件である。なお、第三実験における現像バイアスの特性は、周波数ｆｃが第一実験における現像バイアスと異なる点の他が、第一実験における現像バイアスと同様である。

この第三実験における表面電位センサー（８Ｋ）による表面電位の検知結果の経時変化を図５にグラフとして示す。図示のように、第三実験においても、第一実験（図３）と比較すると、表面電位センサー（８Ｋ）による表面電位の検知結果の経時変動がかなり抑えられていることがわかる。一秒間における検知結果の変動幅は、３．９［Ｖ］であった。この程度であれば、表面電位の検知誤差は許容範囲内と言える。第二実験とは異なり、現像バイアスとして重畳電圧からなるものを採用したにもかかわらず、検知結果の変動幅を第二実験よりも小さくすることができた。

第一実験と第三実験とで異なる点は、現像バイアスの交流成分の周波数ｆｃと、表面電位センサー（８Ｋ）の音叉型振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎとの関係だけである。そして、第一実験では、「ｆｃ＝ｆｖｓｅｎ×自然数（具体的には１２）」という条件を満足するのに対し、第二実験や第三実験ではその条件を満足しない。このことから、第一実験で表面電位の検知結果を大きく変動させている原因は、次のようなものであると言える。即ち、表面電位センサー（８Ｋ）の検知電極の周囲に形成される電界の周期変動波と、現像バイアスの交流成分によって形成される電界の周期変動波との干渉により、表面電位センサーからの出力を変動させることが原因である。

次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
図６は、実施形態に係るプリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、フラッシュメモリーなどを具備するメイン制御部８０は、プリンタの各機器の駆動を制御したり、各種の演算処理をしたりするものである。また、現像電源８１は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のそれぞれについて、第一現像ローラ（４１Ｙ〜Ｋ）及び第二現像ローラ（４２Ｙ〜Ｋ）に印加される現像バイアスを個別に出力するものである。現像剤担持体に現像バイアスを印加する印加手段としての現像電源８１は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のそれぞれについて、現像バイアスの直流成分の値を、メイン制御部８０から送られてくる信号に基づいて個別に変化させることが可能である。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の表面電位センサー８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋにおける音叉型振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの設計値は７００［Ｈｚ］に固定であるが、実際には個体誤差があり−５０［Ｈｚ］〜＋５０［Ｈｚ］程度ずれた固定値になってしまう。このため、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の間で、駆動周波数ｆｖｓｅｎが微妙に異なってしまうのが一般的である。表面電位センサー８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋの製造メーカーは、工場出荷時に個々の製品の駆動周波数ｆｖｓｅｎを測定し、その結果を製品に添付する。

このプリンタでは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のそれぞれについて、現像バイアスの交流成分の周波数ｆｃが駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数でなく、且つ、周波数ｆｃが駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数に所定の値を加算した値であるという条件を具備させている。より詳しくは、「周波数ｆｃ≠駆動周波数ｆｖｓｅｎ×ｎ」であって、且つ「ｆｃ＝ｆｖｓｅｎ×ｎ＋ｍ」という条件を具備させている（ｎは自然数、ｍは駆動周波数ｆｖｓｅｎよりも小さな自然数）。そのために、現像電源８１から出力されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像バイアスの周波数ｆｃを、前述の条件になるように微調整した状態でプリンタを出荷している。

かかる構成では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の表面電位センサー８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋのそれぞれについて、センサー内の検知電極の周囲に形成される電界の周期変動波と、現像バイアスの交流成分によって形成される電界の周期変動波との干渉を抑える。これにより、現像バイアスの交流成分の周波数を、前述の干渉を助長するような不適切な値に設定することに起因する表面電位の検知誤差を抑えることができる。更には、表面電位センサー（８Ｙ〜Ｋ）を電磁シールドで覆うことなく前述の検知誤差を許容範囲に留めて、不要なコストアップを回避することも可能になる。

なお、上記条件における駆動周波数ｆｖｓｅｎ、周波数ｆｃ、自然数ｍは何れも、小数点以下を四捨五入した値とする。

上記条件における自然数ｍは、現像バイアスにおける交流成分の周波数ｆｃを干渉の中心からどの程度離すかを示すものである。自然数ｍを適切な値に設定することで、表面電位の検知結果の変動幅を、直流電圧だけからなる現像バイアスを採用する場合と同程度の小さな数値に抑えることが可能になる。その適切な値や、交流成分のピークツウピーク値Ｖｐｐなどによって異なってくる。例えば、図７に示される例において、ピークツウピーク値Ｖｐｐが４００［Ｖ］である場合には、自然数ｍを−６０［Ｈｚ］付近や−１００［Ｈｚ］付近の値に設定することで、直流電圧だけからなる現像バイアスを用いる場合と同等以下の小さな変動幅にすることができる。また、ピークツウピーク値Ｖｐｐが６００［Ｖ］である場合には、自然数ｍを１２５［Ｈｚ］付近の値に設定することで、直流電圧だけからなる現像バイアスを用いる場合と同等以下の小さな変動幅にすることができる。

次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係るプリンタの構成は実施形態と同様である。
図８は、実施例に係るプリンタの現像電源８１と各色の現像ローラとを示すブロック図である。現像電源は、電源回路基板たるＹＭ用電源基板８２ＹＭと、電源回路基板たるＣＫ用電源基板８２ＣＫとを有している。ＹＭ用電源基板８２ＹＭは、Ｙ用の第一現像ローラ４１Ｙ及び第二現像ローラ４２Ｙと、Ｍ用の第一現像ローラ４１Ｍ及び第二現像ローラ４２Ｍとのそれぞれに印加する現像バイアスを個別に出力するものである。また、ＣＫ用電源基板８２ＣＫは、Ｃ用の第一現像ローラ４１Ｃ及び第二現像ローラ４２Ｃと、Ｋ用の第一現像ローラ４１Ｋ及び第二現像ローラ４２Ｋとのそれぞれに印加する現像バイアスを個別に出力するものである。

ＹＭ用電源基板８２ＹＭは、Ｙ用の現像バイアスの直流成分を出力するＹ用直流電源回路８３Ｙと、Ｍ用の現像バイアスの直流成分を出力するＭ用直流電源回路８３Ｍと具備している。また、Ｙ用の現像バイアスと、Ｍ用の現像バイアスとに共用される交流成分（例えば周波数）を出力するＹＭ用交流電源回路８６ＹＭも具備している。Ｙ用とＭ用とで、一つのＹＭ用交流電源回路８６ＹＭを共用することで、同じ交流成分（例えば周波数）を出力でき、低コスト化が図られている。ＣＫ用電源基板８２ＣＫも、直流電源回路（８３Ｃ、８３Ｋ）については、Ｃ用とＫ用とで専用のものを設けているが、交流電源回路（８６ＣＫ）については、Ｃ用とＫ用とで一つの回路を共用している。

各色の直流電源回路８３Ｙ，８３Ｍ，８３Ｃ，８３Ｋのそれぞれは、出力回路８４Ｙ，８４Ｍ，８４Ｃ，８４と、出力調整回路８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋとを具備している。メイン制御部（図６の８０）は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の出力調整回路８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋのそれぞれに制御信号を個別に出力することで、これら複数の出力回路８４Ｙ，８４Ｍ，８４Ｃ，８４Ｋから異なる直流電圧を出力できる。これにより、出力される直流電圧の値を個別に調整することができる。

Ｙ，Ｍ用のＹＭ用交流電源回路８６ＹＭや、Ｃ，Ｋ用のＣＫ用交流電源回路８６ＣＫは、出力回路８７ＹＭ，８７ＣＫと、周波数調整回路８８ＹＭ，８８ＣＫとを具備している。メイン制御部は、Ｙ，Ｍ用の周波数調整回路８８ＹＭと、Ｃ，Ｋ用の周波数調整回路８８ＣＫとのそれぞれに制御信号を個別に出力する。これにより、Ｙ，Ｍ用の出力回路８７ＹＭから出力される交流電圧の周波数ｆｃと、Ｃ，Ｋ用の出力回路８７ＣＫから出力される交流電圧の周波数ｆｃとを個別に調整することができる。

上述した個体誤差により、Ｙ用の表面電位センサー８Ｙと、Ｍ用の表面電位センサー８Ｍとでは、駆動周波数ｆｖｓｅｎが異なっているのが一般的である。この一方で、Ｙ用とＭ用とで、ＹＭ用交流電源回路８６ＹＭを共用している。このため、ＹＭ用交流電源回路８６ＹＭから出力される交流電圧の周波数ｆｃについては、Ｙ用の表面電位センサー８Ｙの駆動周波数ｆｖｓｅｎと、Ｍ用の表面電位センサー８Ｍの駆動周波数ｆｖｓｅｎとの両方について、上記条件を具備させる値に設定している。具体的には、それら両方の駆動周波数ｆｖｓｅｎのそれぞれについて、「周波数ｆｃ≠駆動周波数ｆｖｓｅｎ×ｎ」であって、且つ「ｆｃ＝ｆｖｓｅｎ×ｎ＋ｍ」という条件を具備させる値に、周波数ｆｃを設定している。また、ＣＫ用交流電源回路８６ＣＫから出力される交流電圧の周波数ｆｃについては、Ｃ用の表面電位センサー８Ｃの駆動周波数ｆｖｓｅｎと、Ｋ用の表面電位センサー８Ｋの駆動周波数ｆｖｓｅｎとの両方について、前記条件を具備させる値に設定している。

実施形態に係るプリンタでは、工場の作業員が、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの交流電源回路から出力される交流電圧の周波数ｆｃを、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの駆動周波数ｆｖｓｅｎに応じた値に手動で調整する。これに対し、実施例に係るプリンタでは、メイン制御部が、ＹＭ用交流電源回路８６ＹＭから出力される交流電圧の周波数ｆｃを、Ｙの駆動周波数ｆｖｓｅｎと、Ｍの駆動周波数ｆｖｓｅｎとに応じた値に自動で設定する。また、ＣＫ用交流電源回路８６ＣＫから出力される交流電圧の周波数ｆｃを、Ｃの駆動周波数ｆｖｓｅｎと、Ｋの駆動周波数ｆｖｓｅｎとに応じた値に自動で設定する。そのために、図９に示されるようなデーターテーブルを記憶回路（ＲＯＭ）に記憶している。

このデーターテーブルは、ＣＫ用交流電源回路８６ＣＫから出力される交流電圧の周波数ｆｃを、Ｃの駆動周波数ｆｖｓｅｎと、Ｋの駆動周波数ｆｖｓｅｎとに応じた値に設定するためのものである。Ｙ，Ｍについても、同様のデーターテーブルを記憶している。

Ｃの駆動周波数ｆｖｓｅｎと、Ｋの駆動周波数ｆｖｓｅｎとを作業者がコントローラによって入力すると、メイン制御部は、図９のデーターテーブルから、それら二つの駆動周波数ｆｖｓｅｎの組み合わせに対応する周波数ｆｃを特定する。そして、以降、ＣＫ用交流電源回路８６ＣＫから、特定した周波数ｆｃの交流電圧を出力させるための制御信号を出力する。かかる構成では、作業者による周波数ｆｃの設定を不要にして生産性を高めることができる。

自然数ｍについては、１００以上の値にすることが望ましい。そこで、図９のデーターテーブルは、自然数ｍを１００以上の値にするような設定になっている。例えば、Ｋの駆動周波数ｆｖｓｅｎが７０２［Ｈｚ］であり、且つＣの駆動周波数ｆｖｓｅｎが６８６［Ｈｚ］であったとする。この場合、図９のデーターテーブルに基づいて、Ｂに対応する８８００［Ｈｚ］が周波数ｆｃとして選択される。この周波数ｆｃ＝８８００［Ｈｚ］は、Ｋにおいては、７０２［Ｈｚ］×１２＋３７６であるので、自然数ｍは３７６になる。また、Ｃにおいては、６８６×１２＋５８６であるので、自然数ｍは５８６になる。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、潜像を担持する潜像担持体（例えば感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）と、前記潜像担持体の表面電位を検知する表面電位検知部材（例えば表面電位センサー８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）と、表面に担持した現像剤によって前記潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体（例えば第一現像ローラ４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ）と、前記現像剤担持体に直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧を印加する印加手段（例えば現像電源８１）とを備える画像形成装置において、前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数でなく、且つ、前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数に所定の値を加算した値となるように、前記周波数ｆｃを設定することを特徴とするものである。

態様Ａにおいては、次に説明する理由により、現像剤担持体に印加される重畳電圧の交流成分の周波数ｆｃが不適切な値であることに起因する表面電位検知手段による表面電位の検知誤差を抑えることができる。即ち、周波数ｆｃが、表面電位検知手段の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数であると、表面電位検知手段の振動子の周囲に形成される電界の周期変動波と、重畳電圧の交流成分によって現像剤担持体の周囲に形成される電界の周期変動波とが大きく干渉する。この干渉により、表面電位検知手段による表面電位の検知精度が著しく低下してしまう。そこで、態様Ａにおいては、重畳電圧の交流成分の周波数ｆｃを、表面電位検知手段の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数とは異なる値にしている。これにより、前述の干渉を抑えることで、周波数ｆｃが不適切な値であることに起因する表面電位検知手段の表面電位の検知誤差を抑えることができる。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａであって、前記潜像担持体と前記表面電位検知部材と前記現像剤担持体との組を複数有することを特徴とするものである。より詳しくは、それら複数の組において、前記交流電圧を出力する交流電源回路を共用し、且つ、前記複数の組の前記表面電位検知手段におけるそれぞれの前記周波数ｆｃ及び前記駆動周波数ｆｖｓｅｎについて、何れも態様Ａの構成を適用したものである。かかる構成では、複数の組のそれぞれについて、周波数ｆｃが不適切な値であることに起因する表面電位検知手段の表面電位の検知誤差を抑えることができる。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂであって、前記印加手段が、複数の前記現像剤担持体に対して同じ前記周波数ｆｃの前記交流電圧を印加するものであることを特徴とするものである。かかる構成では、重畳電圧が印加される現像剤担持体の周囲に形成される電界に起因する表面電位検知手段の検知誤差を抑えつつ、印加手段における交流電源回路を複数の現像剤担持体で共用して低コスト化を図ることができる。

［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｃであって、前記複数（例えばＹ，Ｍ用の二つ、又はＣ，Ｋ用の二つ）の前記現像剤担持体に印加する同じ前記周波数ｆｃの前記交流電圧が、共用の交流電源回路から出力される前記交流電圧であることを特徴とするものである。かかる構成では、一つの交流電源回路により、複数の現像剤担持体のそれぞれに対応する表面電位検知手段の検知誤差を抑えることができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｂであって、前記印加手段が、前記複数の前記現像剤担持体に対して個別に前記直流電圧を印加するものであることを特徴とするものである。かかる構成では、複数の現像剤担持体のそれぞれについて、潜像担持体の潜像と現像剤担持体との電位差である現像ポテンシャルを個別に調整して現像濃度を安定化させることができる。

［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｅであって、前記印加手段が、前記複数の現像剤担持体に対して個別に前記直流電圧を印加する複数の直流電源回路を有するものであることを特徴とするものである。かかる構成では、複数の直流電源回路により、複数の現像剤担持体のそれぞれに対して直流電圧を個別に出力することができる。

［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｂであって、前記印加手段が、前記複数の前記現像剤担持体に対して同じ前記周波数ｆｃの前記交流電圧を出力する共用の交流電源回路（例えば８６ＹＭ，８６ＣＫ）と、前記複数の前記現像剤担持体に対して個別の前記直流電圧を出力する複数の直流電源回路（例えば８３Ｙ，８３Ｍ，８３Ｃ，８３Ｋ）とを、一つの電源回路基板に搭載したものであることを特徴とするものである。かかる構成では、複数の直流電源回路を一つの電源回路基板（例えば８２ＹＭ，８２ＣＫ）に搭載したことで、省スペース化を図ることができる。

［態様Ｈ］
態様Ｈは、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の表面電位を検知する表面電位検知部材と、表面に担持した現像剤によって前記潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧を印加する印加手段とを備える画像形成装置の電圧印加方法において、前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数でなく、且つ、前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数に所定の値を加算した値となるように、前記周波数ｆｃを設定することを特徴とするものである。

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ：感光体（潜像担持体）
４：現像装置（現像手段）
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ：表面電位センサー（表面電位検知部材）
４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ：第一現像ローラ（現像剤担持体）
４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋ：第二現像ローラ（現像剤担持体）
８１：現像電源（印加手段）
８２ＹＭ：ＹＭ用電源基板（電源回路基板）
８２ＣＫ：ＣＫ用電源基板（電源回路基板）
８３Ｙ：Ｙ用直流電源回路
８３Ｍ：Ｍ用直流電源回路
８３Ｃ：Ｃ用直流電源回路
８３Ｋ：Ｋ用直流電源回路
８６ＹＭ：ＹＭ用交流電源回路
８６ＣＫ：ＣＫ用交流電源回路

特開２００２−６２３２６号公報

Claims (8)

1. 潜像を担持する潜像担持体と、
   前記潜像担持体の表面電位を検知する表面電位検知部材と、
   表面に担持した現像剤によって前記潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧を印加する印加手段とを備える画像形成装置において、
   前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数でなく、
   且つ、前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数に所定の値を加算した値となるように、
   前記周波数ｆｃを設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置であって、
   前記潜像担持体と前記表面電位検知部材と前記現像剤担持体との組を複数有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置であって、
   前記印加手段が、複数の前記現像剤担持体に対して同じ前記周波数ｆｃの前記交流電圧を印加するものであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置であって、
   前記複数の前記現像剤担持体に印加する同じ前記周波数ｆｃの前記交流電圧が、共用の交流電源回路から出力される前記交流電圧であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２の画像形成装置であって、
   前記印加手段が、前記複数の前記現像剤担持体に対して個別に前記直流電圧を印加するものであることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５の画像形成装置であって、
   前記印加手段が、前記複数の現像剤担持体に対して個別に前記直流電圧を印加する複数の直流電源回路を有するものであることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項２の画像形成装置であって、
   前記印加手段が、前記複数の前記現像剤担持体に対して同じ前記周波数ｆｃの前記交流電圧を出力する共用の交流電源回路と、前記複数の前記現像剤担持体に対して個別の前記直流電圧を出力する複数の直流電源回路とを、一つの電源回路基板に搭載したものであることを特徴とする画像形成装置。
8. 潜像を担持する潜像担持体と、
   前記潜像担持体の表面電位を検知する表面電位検知部材と、
   表面に担持した現像剤によって前記潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に直流電圧と交流電圧との重畳による重畳電圧を印加する印加手段とを備える画像形成装置の電圧印加方法において、
   前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数でなく、
   且つ、前記交流電圧の周波数ｆｃが、前記表面電位検知部材の振動子の駆動周波数ｆｖｓｅｎの倍数に所定の値を加算した値となるように、
   前記周波数ｆｃを設定することを特徴とする電圧印加方法。

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