JP3311014B2 - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置及びプロ
セスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、画像形成装置としては、振動電
圧（時間と共に電圧値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ものがある。

【０００３】接触帯電は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させて被帯電
体面を所望の電位に帯電するもので、帯電部装置として
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）、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のため、直流電圧と振動電圧を
重量した電圧を導電性部材（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式
を先に提案した（特開昭６３−１４９６６９号公報）。

【０００６】図５にその一実施態様を示す。１は被帯電
体としての感光ドラムであり、例えば、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
るドラム型の電子写真感光体、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は芯金棒２ｂの両端部にそれぞれ作用さ
せた、押し圧ばね１０の押し圧力で感光ドラム１面に対
して所定の押し圧力をもって圧接しており、感光ドラム
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を介して感光ドラム１の帯電開始
電圧の２倍以上のピーク間電圧Ｖｐｐを有する振動電圧
Ｖａｃと直流電圧Ｖｄｃとを重量した電圧（Ｖａｃ＋Ｖ
ｄｃ）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。

【０００９】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、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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な電圧印加方式の接触帯電装置を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。

【００１１】すなわち図６のように横線パターン画像１
１ａ（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で表さ
れる空間周波数に近くなると画像面に干渉縞１１ｂが発
生してしまうことである。

【００１２】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の空間周波数と近接し
てしまい、レベルの高い干渉縞１１ｂが発生することも
あった。その対策のために、各画像印字密度Ｄ毎に、一
次電源周波数ｆを変えることが提案されている。しかし
その場合、一次電源周波数ｆの種類が増えてしまい、一
次高圧の種類の管理の煩雑さを招き、ひいては、一次高
圧のコストアップにもつながってしまっていた。そこ
で、一次電源周波数ｆの種類を減らすために、画像印字
密度Ｄが、Ｄ１とＤ２で異なる場合でも、一つの一次電
源周波数ｆで共通化しようとすると、一般的には、一次
電源周波数ｆの変動幅を極端に小さくしなければなら
ず、かえってコストアップになっていた。

【００１３】本発明は以上のような問題を解決した画像
形成装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、振動電圧を接触帯電部材に印加し、該接
触帯電部材を像担持体に当接させ且つ像担持体を移動さ
せることにより前記像担持体面を帯電し、該像担持体の
帯電面に画像情報に応じてライン走査を行ない、且つ前
記振動電圧の周波数とライン走査の画像印字密度がそれ
ぞれ切り替え可能な画像形成装置において、画像印字密
度は、Ｄ１、Ｄ１の整数倍、Ｄ２（ただしＤ１とＤ２は
互いに整数倍とならない値）、Ｄ２の整数倍と、に切り
替え可能であり、画像印字密度Ｄ１とＤ１の整数倍に対
して共通の周波数が設定され、画像印字密度Ｄ２とＤ２
の整数倍に対して別の共通の周波数が設定されることを
特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、各グループ毎の画像印字密度
Ｄにおける最適一次電源周波数ｆが決まることによって
一次電源周波数の数が減少する。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１７】まず干渉縞１１ｂの発生原因についてレー
ザービームプリンタを例にして初めに、前記振動電圧の
周波数をｆ、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、帯電の空間周波数をλｓｐ（＝Ｖｐ
÷ｆ）、ライン走査の印字密度和Ｄｄｐｉ、ライン走査
のライン幅をｎ ｄｏｔｓ，ラインとラインの間の空隙
をｍ ｓｐａｃｅｓ，１ｄｏｔ径をｄ（＝２５．４÷
Ｄ）、ラインピッチを［ｌ］（＝（ｎ＋ｍ）ｄ）とす
る。

【００１８】図７の（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ドラム１の面移動方向である。ここ
でレーザーがｏｎの間に感光ドラム１面は主走査方向に
ライン走査される。

【００１９】ｏｆｆからｏｆｆまでの長さ［ｌ］（ライ
ンピッチ）は次式でも求められる。条件は１ｄｏｔ，１
ｓｐａｃｅの横線１１ａを印字密度４００ｄｐｉ（ドッ
ト／インチ）で出力するものとする。

【００２０】まず１ドット径ｄは４００ｄｐｉでは

【００２１】

【数１】 ｄ＝２５．４×１０００÷４００＝６３．
５μｍ（１インチ＝２５．４ｍｍ） となる。

【００２２】次にｎ ｄｏｔｓ，ｍ ｓｐａｃｅｓの横
線では（ｎ＝ｍ＝１）、

【００２３】

【数２】 ［ｌ］＝（ｎ＋ｍ）ｄ ・・・
（１）式 ＝１２７．０μｍ となる。

【００２４】このｎ ｄｏｔｓ，ｍ ｓｐａｃｅｓは、
感光ドラム１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ｄｏｔｓ（ライン幅ｎ ｄｏｔ
ｓ）で露光した後、レーザーｏｆｆにより副走査方向に
ｍ個のｄｏｔｓ分のｓｐａｃｅｓをあけることにより繰
り返すものである。

【００２５】接触帯電は、コロナ帯電と異なり、感光ド
ラム１と帯電ローラ２による帯電距離Ｇ（図５）が約３
０μ程度と非常に狭いため、電源９の変動の影響を受け
易い。つまり図７の（Ａ）の太い実線グラフに示すよう
に感光ドラム１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１
の面移動速度）で決まる空間波長λｓｐ（＝Ｖｐ／ｆ）
の＜サイクルムラ＞と呼ばれる帯電ムラを有している。

【００２６】このサイクルムラの空間波長λｓｐはまえ
に述べたような電源の周波数のばらつきやプロセススピ
ードのばらつきにより多少変動するものだが次のように
して測定することができる。まず帯電ローラ２で感光ド
ラム１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１上のサイクルムラがはっきりと現像
されるレベルになるように調節する。この工程の後、現
像されたサイクルムラを転写紙に転写、ついで定着す
る。そして転写紙上のサイクルムラをルーペで計測する
ことによって空間波長λｓｐの変動範囲を測定すること
ができる。

【００２７】図７の縦軸は感光ドラム１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＝１２πｍｍ／ｓ，ｆ＝３００Ｈｚとすると、
λｓｐ＝１２５．６μとなる。したがってラインピッチ
［ｌ］＝１２７．０μと空間波長λｓｐ＝１２５．６μ
はほぼ等しくなり両者の位相が一致すると図７（Ａ）の
細い実線のグラフに示すように、現像バイアスＶDEV を
切る明部の落込みは大きくなり、ラインは太く現像され
干渉縞１１ｂとなる。逆にラインピッチ［ｌ］と空間波
長λｓｐの位相が図７（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１１ｂとなる。図中矢
印Ａ′は感光ドラム１の移動方向を示している。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、その部分が余分な静電容量を
持つようになる。従って同じ電源９を帯電ローラの芯金
棒２ｂに印加しても感光ドラム１上に誘起される表面電
位は帯電ローラ２表面に余分な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。

【００２８】このように、帯電ローラ２の軸方向におけ
る、静電容量が異なり、位相がずれると、図６に示すよ
うな干渉縞１１ｂが発生するのである。

【００２９】さらに、図８の〜を用い、（後述のよ
うに同一番号の（Ａ），（Ｂ）は空間波長およびライン
ピッチの条件が共通）より一般的な場合について説明を
行う。

【００３０】＜Ｎ＝１の場合＞図８のの（Ａ）におい
て太い実線は空間波長λｓｐのサイクルムラを示し、破
線はサイクルムラの谷の部分にレーザーのｏｎ部分が重
なった場合のレーザー光を示す。この図において、ライ
ンピッチ［ｌ］はレーザー全面ｏｎの場合、つまりＮ＝
１（１ドット、０スペース）の状態を示している。

【００３１】

【数３】 λｓｐ＝ｄ ［ｌ］＝（ｎ＋ｍ）ｄ＝Ｎｄ＝（１＋０）ｄ＝ｄ さらに、図中斜線の部分は感光ドラムの明部電位（Ｖ
Ｌ）が現像バイアスレベル（ＶDEV ）より低い部分を示
している。図において現像バイアスレベルは説明のため
極端に低いレベルに設定してある。この図からも明らか
なように、感光ドラム上のサイクルムラとラインピッチ
の谷が重なると互いに強調しあい、かなり低く設定した
現像バイアスでも現像されることがわかる。

【００３２】図８のの（Ｂ）はサイクルムラに対し、
ラインピッチが半波長ズレた場合を示す。この場合、レ
ーザー光は、サイクルムラの山の部分に照射されるの
で、感光ドラム上の明部電位（ＶＬ）はさほど落ちず、
極端に下げた現像バイアス以下にはならないので現像さ
れない。従って前述したように一ページの中にこのよう
な状態が混在すると、図６に示すような干渉ムラが発生
する。

【００３３】＜Ｎ＝２の場合＞次にラインピッチが二倍
になった場合つまりＮ＝２（１ドット、１スペース）の
場合を示す。

【００３４】

【数４】 λｓｐ＝２ｄ ［ｌ］＝（ｎ＋ｍ）ｄ＝Ｎｄ＝（１＋１）ｄ＝２ｄ その様子を図８のに示す。この図からも明らかなよう
に、Ｎ＝２の場合でもＮ＝１の場合と同様に感光ドラム
上のサイクルムラとラインピッチの谷が重なると互いに
強調しあい、かなり低く設定した現像バイアスでも現像
されることがわかる。図８のの（Ｂ）はサイクルムラ
に対し、ラインピッチが半波長ズレた場合を示す。この
場合、レーザー光は、サイクルムラの山の部分に照射さ
れるので、感光ドラム上の明部電位（ＶＬ）はさほど落
ちず、極端に下げた現像バイアスレベル以下にはならな
いので現像されない。従って前述したように一ページの
中にこのような状態が混在すると、図６に示すような干
渉ムラが発生する。

【００３５】＜Ｎ＝３の場合＞次にラインピッチが三倍
になった場合つまりＮ＝３（１ドット、２スペース）の
場合を示す。

【００３６】

【数５】 λｓｐ＝３ｄ ［ｌ］＝（ｎ＋ｍ）ｄ＝Ｎｄ＝（１＋２）ｄ＝３ｄ その様子を図８のに示す。この図からも明らかなよう
に、Ｎ＝３の場合でもＮ＝１の場合と同様に感光ドラム
上のサイクルムラとラインピッチの谷が重なると互いに
強調しあい、かなり低く設定した現像バイアスでも現像
されることがわかる。図８のの（Ｂ）はサイクルムラ
に対し、ラインピッチが半波長ズレた場合を示す。この
場合、レーザー光は、サイクルムラの山の部分に照射さ
れるので、感光ドラム上の明部電位（ＶＬ）はさほど落
ちず、極端に下げた現像バイアスレベル以下にはならな
いので現像されない。従って前述したように一ページの
中にこのような状態が混在すると、図６に示すような干
渉ムラが発生する。

【００３７】＜Ｎが整数以外の場合＞Ｎが整数以外の場
合の例としてＮ＝１．５と２．５の場合を図８のおよ
びに示す。図８のはＮ＝１．５を示し、ラインピッ
チは１ドット、０．５スペースの場合である（λｓｐ＝
１．５ｄ，［ｌ］＝ｄ）。これは図からも明らかなよう
にレーザーのオン部分とサイクルムラの谷の部分が重な
る場合が一つおきに発生することがわかる。従ってサイ
クルムラが多少振れても、全てのレーザーラインが現像
される部分と、全く現像されない部分とが混在すること
が無く、二ラインおきに現像される部分が混在するため
に干渉縞は目だたない。

【００３８】図８のはＮ＝２．５を示し、ラインピッ
チは１ドット、１．５スペースの場合である（λｓｐ＝
２．５ｄ，［ｌ］＝（１＋１ｄ＝２ｄ）。これは図から
も明らかなようにレーザーのオン部分とサイクルムラの
谷の部分が重なる場合が二つおきに発生することがわか
る。従ってサイクルムラが多少振れても、全てのレーザ
ーラインが現像される部分と、全く現像されない部分と
が混在することが無く、そのために干渉縞は目だたな
い。

【００３９】以上をより詳しく説明するために図１０か
ら図１２を用いる。

【００４０】図１０の（１）は帯電ローラによるサイク
ルムラを示しており、太い破線は電位の落込み（電位の
谷）を示しており、破線と破線の間の白線は電位の山を
示している。サイクルムラの空間波長はλｓｐであり、
図中ａとｂは帯電ローラの汚れや曲がり等で部分的にイ
ンピーダンスが変化しサイクルムラが半波長だけずれて
いることを示す。矢印のＡは感光ドラムの回転方向を示
している。また図１０の（２）はレーザーオンオフによ
る電位の落込みを示しており、太い破線Ｃはレーザーオ
ン、破線と破線の間の白線はレーザーオフである。さら
に［ｌ］はラインピッチを示している。ここで帯電ロー
ラは回転しながら、感光ドラム上をサイクルムラλｓｐ
で帯電している。その様子を図１１の（１）〜（３）に
示す。

【００４１】図１１の（１）のｅはサイクルムラの谷
（電位の落込み部分）とレーザーのオン部分が重なった
もので、電位の落込みは大きくラインはくっきりと現像
される。一方ｄの部分はサイクルムラが半波長だけずれ
た部分であり、電位の落込みもさほど大きくならず鮮明
には現像されない。図１１の（２）は帯電ローラがさら
に回転したときに発生する場合を示している。この場合
は図１１の（１）とは逆にｄの部分が鮮明に現像され
る。図１１の（３）は帯電ローラがさらに回転した場合
を示しており、図１１の（１）と同じ状態を示す。

【００４２】以上説明したように一枚のプリント画像上
に同じラインピッチの線が印字されているにもかかわら
ず、鮮明に現像される部分とされない部分が混在するた
め干渉縞が目だつのである。

【００４３】図１２の（１）〜（３）はサイクルムラと
ラインピッチが重ならない場合を示している。この場合
はサイクルムラの谷とレーザーオンの重なる部分が適度
に分散しているため、干渉縞は目だたない。

【００４４】＜Ｎが分母にくる場合＞ラインピッチの１
／Ｎに空間波長λｓｐが重なった時の様子を、図９に示
す（λｓｐ＝ｄ／２，［ｌ］＝ｄ）。この場合、ライン
ピッチよりも、空間波長λｓｐのピッチの方が小さくな
るが、やはり図９の（Ａ）に示すようにサイクルムラの
谷とレーザーのオンのタイミングが重なったときは上述
したように鮮明に現像され、ずれたときは、図９の
（Ｂ）のように鮮明に現像されない部分との混在が発生
し干渉縞が発生する。

【００４５】また図１３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
Ｖｐ１２πｍｍ／ｓ、印字密度は４００ｄｐｉの場合で
ある。

【００４６】図中１ｄｏｔ．１ｓｐａｃｅ の場合の
ラインピッチは１２７．０μｍ １ｄｏｔ．２ｓｐａｃｅｓ の場合のラインピッチは１
９０．５μｍ １ｄｏｔ．３ｓｐａｃｅｓ の場合のラインピッチは２
５４．０μｍ となる。

【００４７】ここで、電源周波数ｆを２９０Ｈｚとする
と、単部品精度のばらつきから、電源周波数ｆはおよそ
２９０±１０％は変動する。つまり２６１〜３１９Ｈｚ
までバラつくのである。これは図１３のＡの範囲にわた
りバラツクことを示している。この結果、プロセススピ
ードＶｐ（＝１２πｍｍ／ｓ）が一定だとしても空間波
長λｓｐは１１８〜１４４μｍまでバラツイた値をとる
ことになり、１ｄｏｔ，１ｓｐａｃｅのラインピッチ１
２７．０μｍに近い電源も存在することになる。

【００４８】このような空間波長λｓｐの変動範囲とラ
インピッチｌの整数倍の値が重なることになるので干渉
縞１１ｂが発生する可能性は高い。次に、電源周波数ｆ
を２５０Ｈｚに指定すると±１０％の変動（１８９〜２
３１Ｈｚ）を考慮すると、図１３のＢの範囲（１６３〜
１９９μｍ）で空間波長λｓｐが変動し、１ｄｏｔ．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、これも干渉縞１
１ｂが発生する確立は高い。また上述したように空間波
長λｓｐがラインピッチの整数倍（または整数分の逆
数）の値を取れば干渉縞１１ｂが発生するのは明らかで
ある。図１３ではＶｐのバラツキは無いものとして説明
したが、空間波長λｓｐは電源周波数ｆのみで決定され
るものではなくプロセススピードＶｐのバラツキも考慮
した空間波長λｓｐの変動も同じように考えることがで
きる。従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λｓｐのバラ
ツキ範囲にラインピッチ［ｌ］を含まないようにｆおよ
びＶｐを決めることで、干渉縞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Ｖｐを電源周波数ｆで割ったもの）の変動範囲に、ラ
イン間隔［ｌ］の整数倍（または整数倍の逆数）の値を
含まないようにすることにより、干渉縞１１ｂ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［ｌ］はｄｏｔ径の整数倍で
あることから干渉縞１１ｂが発生しないのは空間波長λ
ｓｐの変動範囲がｄｏｔ径ｄの整数倍（または整数倍の
逆数）の値を含まないときである。

【００４９】＜各ｄｐｉに於ける、適性周波数範囲＞以
上干渉縞の発生原因から対策を説明してきたが、次に画
像印字密度Ｄと一次電源の周波数ｆが可変である画像形
成装置の場合をより詳しく説明することにする。近年、
技術の進歩により、一台の画像形成装置で、画像印字密
度Ｄと一次電源周波数ｆを簡単に切り替えることが可能
になってきた。そして画像印字密度はソフトウェアース
イッチによって切り替えられ、一次電源周波数は一次電
源のハードウェアー内部で切り替えるのが一般的になっ
ている。本発明は、画像印字密度切り替えの際に、どの
ような一次電源周波数を選べば良いかを言及したもので
ある。

【００５０】さて干渉縞が発生する点は、今までの説明
を整理すると以下のように表される。

【００５１】

【数６】 ｆ＝Ｖｐ×Ｄ÷（２５．４×Ｎ）
・・・（２） ｆ：一次電源周波数 Ｖｐ：プロセススピード Ｄ：画像印字密度 Ｎ：一周期ドット数（整数） または

【００５２】

【数７】 ＝Ｖｐ×Ｄ÷（２５．４×１／Ｎ）
・・・（３） ｆ：一次電源周波数 Ｖｐ：プロセススピード Ｄ：画像印字密度 Ｎ：一周期サイクル数（整数） 式（３）は一周期ドット数が１の場合で、一周期サイク
ル数がＮの場合を示している。

【００５３】ここで一周期ドット数とは、レーザーオン
から次のオンまでの一周期の間に、径ｄの１ｄｏｔが何
個あるかを示している。図８のの（Ａ）の場合を例に
取れば、一周期ドット数は３である。また一周期サイク
ル数とは、レーザーオンから次のオンまでの一周期の間
に、サイクルムラの一周期が何個あるかを示している。
図９の（Ａ）を例に取れば、一周期サイクル数は、２で
ある。

【００５４】ここで干渉縞が発生する点をより詳細に言
及すると、一周期ドット数がＮ≧２の場合で、かつ一周
期サイクル数が２以上の高次の点も考察しなければなら
ない。

【００５５】以上の点を考慮すると干渉縞が発生する一
次周波数はｆの次のように表される。

【００５６】

【数８】 ｆ＝Ｖｐ×Ｄ÷（２５．４×Ｎ／Ｍ）
・・・（４） ｆ：一次電源周波数 Ｖｐ：プロセススピード Ｄ：画像印字密度 Ｎ：一周期ドット数（整数） Ｍ：一周期サイクル数（整数） 式（２）は、（４）式において、一周期サイクル数Ｍが
１で、一周期ドット数Ｎが変化する場合を示し、式
（３）は、（４）式において、一周期ドット数Ｎが１
で、一周期サイクル数Ｍが変化する場合を示している。

【００５７】＜２４０ｄｐｉの場合＞図１４は２４０ｄ
ｐｉに於ける干渉縞発生点を示す点である。図において
横軸は一周期ドット数Ｎ（ライン走査のライン幅ｎとラ
インとラインの間隔ｍの和）を示す。縦軸は一次に印加
される電源の交流成分の周波数ｆを示す。

【００５８】 また図において □の中に黒点のある記号で表される点は一周期サイクル数Ｍが１ の場合を 記号◆で表される点は一周期サイクル数Ｍが２の場合を ■の中に白抜き部分のある記号で表される点は一周期サイクル数 Ｍが３の場合を ◆の中に白抜き部分のある記号で表される点は一周期サイクル数 Ｍが４の場合を 記号■で表される点は一周期サイクル数Ｍが５の場合を ・ ・ ・ （以下同様）を示している。

【００５９】ここで実際に画像を出力したところ、通常
の横線ラインから構成されるパターンでは一周期ドット
数Ｎが５以上になると実質的に干渉縞は問題にならない
レベルになることが確かめられた。また一周期サイクル
数Ｍが２以上の場合は、同じように干渉縞はあまり問題
にならないレベルであることが確かめられた。さらに、
グラフィック画像で使用され、ディザやＰＷＭで作られ
るハーフトーン（中間調）の場合は、干渉縞の出る条件
はもう少しきびしくなって、一周期ドット数Ｎが１０以
上になって初めて実質的に干渉縞は問題にならないレベ
ルになることが確かめられた。また一周期サイクル数Ｍ
も４以上になって初めて、同じように干渉縞はあまり問
題にならないレベルであることが確かめられた。従っ
て、一次周波数ｆの適性範囲は図１４のＡ，Ｂ，Ｃで囲
まれた範囲であることがわかる。

【００６０】さてここで、Ａの範囲に一次電源周波数ｆ
を設定したとすると（かりにｆ＝４００Ｈｚとする）、
帯電音が６０ｄＢを越えてしまい騒音の規格を満足する
ことができなくなる。また、Ｃの範囲にｆを設定したと
すると（かりに５０Ｈｚとする）、サイクルムラが発生
してしまい良好な画像を得ることができなくなる。

【００６１】さらに、一次周波数ｆが３６５Ｈｚの場合
は、全ての一周期サイクル数Ｍにおいて、干渉縞が発生
するので最も一次電源周波数ｆとしては、避けなければ
ならない値である。従って、一次電源周波数ｆとして最
も適当な範囲はＢの範囲であることがわかる。そこで一
次電源周波数ｆとして、Ｂの範囲内の３００Ｈｚとする
と、±１０％の一次電源周波数ｆの変動を見込んだとし
ても、干渉縞が発生しないことが図１４からわかる。

【００６２】＜４８０ｄｐｉの場合＞図１５は４８０ｄ
ｐｉに於ける干渉縞発生点を示す図である。２４０ｄｐ
ｉの場合と同様に、図において、横軸は一周期ドット数
Ｎ（ライン走査のライン幅ｎとラインとラインの間隔ｍ
の和）を示す。縦軸は一次に印加される電源の交流成分
の周波数ｆを示す。

【００６３】 また図において□の中に黒点のある記号で表される点は一周期サイクル数Ｍが １の場合を 記号◆で表される点は一周期サイクル数Ｍが２の場合を ■の中に白抜き部分のある記号で表される点は一周期サイクル数 Ｍが３の場合を ◆の中に白抜き部分のある記号で表される点は一周期サイクル数 Ｍが４の場合を 記号■で表される点は一周期サイクル数Ｍが５の場合を ・ ・ ・ （以下同様）を示している。

【００６４】ここで実際に画像を出力したところ、通常
の横線ラインから構成されるパターンでは一周期ドット
数がＮが５以上になると実質的に干渉縞は問題にならな
いレベルになることが確かめられた。また一周期サイク
ル数Ｍが２以上の場合は、同じように干渉縞はあまり問
題にならないレベルであることが確かめられた。さら
に、グラフィック画像で使用されるディザやＰＷＭで作
られるハーフトーン（中間調）の場合は、干渉縞のある
条件はもう少しきびしくなって、一周期ドット数Ｎが１
０以上になると実質的に干渉縞は問題にならないレベル
になることが確かめられた。また一周期サイクル数Ｍが
２以上になると、同じように干渉縞はあまり問題になら
ないレベルであることが確かめられた。従って、一次周
波数ｆの適正範囲は図１５のＡ，Ｂ，Ｃで囲まれた範囲
であることがわかる。

【００６５】さてここで、Ａの範囲に一次電源周波数ｆ
を設定したとすると（かりにｆ＝４００Ｈｚとする）、
帯電音が６０ｄＢを越えてしまい騒音の規格を満足する
ことができなくなる。また、Ｃの範囲にｆを設定したと
すると（かりに５０Ｈｚとする）、サイクルムラが発生
してしまい良好な画像を得ることができなくなる。

【００６６】さらに、一次周波数ｆが３５６Ｈｚの場合
は、全ての一周期サイクル数Ｍにおいて、干渉縞が発生
するので最も一次電源周波数ｆとしては、避けなければ
ならない値である。従って、一次電源周波数ｆとして最
も適当な範囲はＢの範囲であることがわかる。そこで一
次電源周波数ｆとして、Ｂの範囲内の３００Ｈｚとする
と、±１０％の一次電源周波数ｆの変動を見込んだとし
ても、干渉縞が発生しないことが図１５からわかる。

【００６７】さてここで、図１４と図１５を比較する
と、図１５は図１４にぴったりと重なることがわかる。
さらに４８０ｄｐｉに於ける一周期サイクル数Ｍの１、
２、３、…がそれぞれ２４０ｄｐｉの一周期サイクル数
Ｍの２、４、６…に対応することが図からわかる。これ
は（４）式に於て、画像印字密度Ｄの所に２４０と４８
０＝２４０×２がそれぞれ代入されることからも明らか
である。従って、一次電源周波数ｆの適正範囲Ａ，Ｂ，
Ｃもまったく一致する。

【００６８】以上説明したように、画像印字密度Ｄが２
４０ｄｐｉ、４８０ｄｐｉ、９６０ｄｐｉ、…等の場
合、つまりＫ×Ｄ（Ｋは整数）のグループの適正一次電
源周波数ｆの範囲は一致することがわかる。

【００６９】＜３００ｄｐｉの場合＞図１６は３００ｄ
ｐｉに於ける干渉縞発生点を示す図である。２４０ｄｐ
ｉの場合と同様に図において横軸は一周期ドット数Ｎ
（ライン走査のライン幅ｎとラインとラインの間隔ｍの
和）を示す。

【００７０】また図において横軸は一周期ドット数Ｎ
（ライン走査のライン幅ｎとラインとラインの間隔ｍの
和）を示す。縦軸は一次に印加される電源の交流成分の
周波数ｆを示す。

【００７１】 また図において□の中に黒点のある記号で表される点は一周期サイクル数Ｍが １の場合を 記号◆で表される点は一周期サイクル数Ｍが２の場合を ■の中に白抜き部分のある記号で表される点は一周期サイクル数 Ｍが３の場合を ◆の中に白抜き部分のある記号で表される点は一周期サイクル数 Ｍが４の場合を 記号■で表される点は一周期サイクル数Ｍが５の場合を ・ ・ ・ （以下同様）を示している。

【００７２】ここで実際に画像を出力したところ、通常
の横線ラインから構成されるパターンでは一周期ドット
数がＮが５以上になると実質的に干渉縞は問題にならな
いレベルになることが確かめられた。また一周期サイク
ル数Ｍが２以上の場合は、同じように干渉縞はあまり問
題にならないレベルであることが確かめられた。さら
に、グラフィック画像で使用されるディザやＰＷＭで作
られるハーフトーン（中間調）の場合は、干渉縞のある
条件はもう少しきびしくなって、一周期ドット数Ｎが１
０以上になると実質的に干渉縞は問題にならないレベル
になることが確かめられた。また一周期サイクル数Ｍが
４以上になると、同じように干渉縞はあまり問題になら
ないレベルであることが確かめられた。従って、一次周
波数ｆの適正範囲は図１６のＡ，Ｂ，Ｃで囲まれた範囲
であることがわかる。

【００７３】さてここで、Ａの範囲に一次電源周波数ｆ
を設定したとすると（かりにｆ＝５００Ｈｚとする）、
帯電音が６０ｄＢを越えてしまい騒音の規格を満足する
ことができなくなる。また、Ｃの範囲にｆを設定したと
すると（かりに５０Ｈｚとする）、サイクルムラが発生
してしまい良好な画像を得ることができなくなる。

【００７４】さらに、一次周波数ｆが４４５Ｈｚの場合
は、全ての一周期サイクル数Ｍにおいて、干渉縞が発生
するので最も一次電源周波数ｆとしては、避けなければ
ならない値である。従って、一次電源周波数ｆとして最
も適当な範囲はＢの範囲であることがわかる。そこで一
次電源周波数ｆとして、Ｂの範囲内の３００Ｈｚとする
と、±１０％の一次電源周波数ｆの変動を見込んだとし
ても、干渉縞が発生しないことが図１６からわかる。

【００７５】＜６００ｄｐｉの場合＞図１７は６００ｄ
ｐｉに於ける干渉縞発生点を示す図である。２４０ｄｐ
ｉの場合と同様に図において横軸は一周期ドット数Ｎ
（ライン走査のライン幅ｎとラインとラインの間隔ｍの
和）を示す。縦軸は一次に印加される電源の交流成分の
周波数ｆを示す。

【００７６】 また図において□の中に黒点のある記号で表される点は一周期サイクル数Ｍが １の場合を 記号◆で表される点は一周期サイクル数Ｍが２の場合を ■の中に白抜き部分のある記号で表される点は一周期サイクル数 Ｍが３の場合を ◆の中に白抜き部分のある記号で表される点は一周期サイクル数 Ｍが４の場合を 記号■で表される点は一周期サイクル数Ｍが５の場合を ・ ・ ・ （以下同様）を示している。

【００７７】ここで実際に画像を出力したところ、通常
の横線ラインから構成されるパターンでは一周期ドット
数がＮが５以上になると実質的に干渉縞は問題にならな
いレベルになることが確かめられた。また一周期サイク
ル数Ｍが２以上の場合は、同じように干渉縞はあまり問
題にならないレベルであることが確かめられた。さら
に、グラフィック画像で使用されるディザやＰＷＭで作
られるハーフトーン（中間調）の場合は、干渉縞のある
条件はもう少しきびしくなって、一周期ドット数Ｎが１
０以上になると実質的に干渉縞は問題にならないレベル
になることが確かめられた。また一周期サイクル数Ｍが
２以上になると、同じように干渉縞はあまり問題になら
ないレベルであることが確かめられた。従って、一次周
波数ｆの適正範囲は図１７のＡ，Ｂ，Ｃで囲まれた範囲
であることがわかる。

【００７８】さてここで、Ａの範囲に一次電源周波数ｆ
を設定したとすると（かりにｆ＝５００Ｈｚとする）、
帯電音が６０ｄＢを越えてしまい騒音の規格を満足する
ことができなくなる。また、Ｃの範囲にｆを設定したと
すると（かりに５０Ｈｚとする）、サイクルムラが発生
してしまい良好な画像を得ることができなくなる。

【００７９】さらに、一次周波数ｆが４４５Ｈｚの場合
は、全ての一周期サイクル数Ｍにおいて、干渉縞が発生
するので最も一次電源周波数ｆとしては、避けなければ
ならない値である。従って、一次電源周波数ｆとして最
も適当な範囲はＢの範囲であることがわかる。そこで一
次電源周波数ｆとして、Ｂの範囲内の３００Ｈｚとする
と、±１０％の一次電源周波数ｆの変動を見込んだとし
ても、干渉縞が発生しないことが図１７からわかる。

【００８０】さてここで、図１６と図１７を比較する
と、図１６は図１７にぴったりと重なることがわかる。
さらに６００ｄｐｉに於ける一周期サイクル数Ｍの１、
２、３、…がそれぞれ３００ｄｐｉの一周期サイクル数
Ｍの２、４、６…に対応することが図からわかる。これ
は（４）式において、画像印字密度Ｄの所に３００と６
００＝３００×２がそれぞれ代入されることからも明ら
かである。従って、一次電源周波数ｆの適正範囲Ａ，
Ｂ，Ｃもまったく一致する。

【００８１】以上説明したように、画像印字密度Ｄが３
００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、９００ｄｐｉ、…等の場
合、つまりＫ×Ｄ（Ｋは整数）のグループの適正一次電
源周波数ｆの範囲は一致することがわかる。

【００８２】＜２４０ｄｐｉグループと３００ｄｐｉグ
ループの比較＞ さらに２４０ｄｐｉと３００ｄｐｉのグループを比較す
ると、図１４から図７の比較で明らかなように、一次電
源周波数ｆの適正範囲は一致しないことがわかる。例え
ば、２４０ｄｐｉのグループにおいて、適正一次電源周
波数ｆは、３００Ｈｚである。また、３００ｄｐｉのグ
ループにおいて、適正一次電源周波数ｆは、３８０Ｈｚ
である。言い換えると、画像印字密度が２４０ｄｐｉ、
４８０ｄｐｉ、９６０ｄｐｉである場合、即ち２４０ｄ
ｐｉ（これを画像印字密度Ｄ１とする）と２４０ｄｐｉ
の整数倍（すなわち、Ｄ１の整数倍）である場合、これ
に対して共通の周波数３００Ｈｚを設定し、画像印字密
度が３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、９００ｄｐｉである
場合、即ち３００ｄｐｉ（これを画像印字密度Ｄ２とす
る）と３００ｄｐｉの整数倍（すなわち、Ｄ２の整数
倍）である場合、これに対して別の共通の周波数３８０
Ｈｚを設定するものである。ここで、一次電源周波数ｆ
の変動範囲１０％を考慮すると、一次電源周波数ｆは３
４２Ｈｚから４１８Ｈｚまで変動することがわかる。一
方、２４０ｄｐｉのグループの最も避けなければならな
い一次電源周波数ｆは３５６Ｈｚであり、これは３００
ｄｐｉグループの変動範囲の中に含まれてしまうことが
わかる。

【００８３】しかし、ここで故意に２４０ｄｐｉと３０
０ｄｐｉで同じ一次電源周波数ｆに設定することもでき
る。仮に一次電源周波数ｆを３００ｄｐｉで最適な３８
０Ｈｚにすると、２４０ｄｐｉでも干渉縞が発生しない
ためには、一次電源周波数ｆの変動範囲を１０％から５
％程度まで精度を上げなくてはならない。その結果、か
えって一次電源のコストアップにつながってしまう。

【００８４】図１は本発明に従う画像形成装置の一例を
示す概略構成図である。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、本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１
ａを形成してなる、外形３０ｍｍのもので、矢印の時計
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
であり、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を形成してな
り、前述図５のものと同様に押し圧ばねで感光ドラム１
面に対して所定の押し圧力をもって圧接しており、感光
ドラム１の回転に伴い従動回転する。そして電源９から
直流に周波数ｆの交流を重畳したバイアス電圧（Ｖｄｃ
＋Ｖａｃ）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周面が所定の電位に帯電処理される。
この一次電源周波数ｆは電源９のスイッチＳＷによっ
て、画像印字密度Ｄ毎に切り替えることが可能になって
いる。３はレーザービームスキャナーであり、不図示の
コンピューター、ワードプロセッサー、画像読み取り装
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Ｄｄｐｉで
画像変調されたレーザー光Ｌを出力し、感光体ドラム１
周面を照射する。この画像印字密度Ｄも例えばホスト装
置からの画像印字密度切替信号（ソフトウェアスイッ
チ）等により、切り替えることが可能になっている。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
ーラーにより制御されたスキャナー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、その現像された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。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面化されて、
繰り返して作像に供される。

【００８５】以上説明したようにレーザービームプリン
タについて、本発明に従って帯電ローラで感光ドラムを
帯電し、その帯電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し、かつ一次電源周波数ｆとライン
走査の印字密度Ｄがそれぞれ切り替え可能な装置におい
て、前記一次電源周波数ｆを、ＫＤｄｐｉ（Ｋは整数）
のグループ毎に決めた。このように、画像印字密度Ｄが
切り替え可能なレーザービームプレンターにおいて、各
画像印字密度Ｄに応じて、最も適した一次電源周波数ｆ
を決めることによって、従来画像印字密度Ｄ毎に変えて
いた一次電源周波数ｆを整理して、減らすことが可能に
なり、干渉縞１１ｂをなくすことが可能になると同時
に、一次電源のコストダウンにつながった。さらに、グ
ループの異なる画像印字密度Ｄ１、Ｄ２の共通の一次電
源周波数ｆを決める必要がなくなったので、一次電源周
波数ｆの変動範囲を極端に狭める必要がなくなり、一次
電源のコストダウンにもつながった。

【００８６】図２はその他の実施例として、感光ドラム
１と現像ユニット、クリーニングユニット、帯電ユニッ
トが一体になった、カートリッジタイプのプロセスユニ
ットの例を示している。既に説明した図１と同様部分の
説明は省くとして、図中１２は現像ユニットを示し、１
２−１は現像剤、１２−２はトナー容器を示す。１３は
クリーニングユニットを、１４はカートリッジの外装を
示している。

【００８７】また、カートリッジのタイプとしては、帯
電ユニットと感光ドラムだけから構成されるものでも良
いし、現像ユニットと感光ドラム、クリーニングユニッ
トから構成されるものでも良いし、現像ユニットと感光
ドラム、クリーニングユニットから構成されるものでも
よい。言い替えれば、いろいろなユニットの組合わせか
ら構成される、カートリッジでも良いことは言うまでも
ない。

【００８８】帯電ローラ２は被帯電体面に存在すること
のあるピンホール等の欠陥部に帯電ローラ２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
成にすることもできる。図３はその一例を示す。２ｂは
芯金棒、２ｃはＥＰＤＭ、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はエピクロルヒドリンゴム等の高抵
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を用いても全く同じ効果が得られるこ
とはいうまでもない。

【００８９】また接触帯電部材２はローラ型に限らず、
ブレード型、ロッド型、ブロック型、パッド型、ベルト
型ウエブ型、ブラシ型等の形態にすることもできる。

【００９０】図４にブレード型接触帯電部材２０（帯電
ブレード）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はエピクロ
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の面
移動方向とカウンタの方向に所定の押し圧力を持って当
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。帯電ブレード２０を使用し
た場合、可動部分がないので、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。

【００９１】本発明において＜ライン走査＞とはレーザ
ービームを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ヘッドを対抗配置させ
てコントローラー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。さら
に、像担持体としては感光ドラムに限らず絶縁体のもの
を使用することもできる。

【００９２】この場合は接触帯電部材の像担持体移動方
向下流側にピン状の電極を像担持体長手方向に並べて対
抗配置したマルチスタイラスの記録ヘッドを設けて帯電
後に潜像を形成すればよい。また電源の交流成分は正弦
波だけでなく、三角波、さらには直流電圧をスイッチン
グすることにより得られる矩形波等でも同様なことがい
える。本発明の画像形成装置は正規潜像にも反転現像に
も適用可能であることはもちろんである。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像印字密度が切り替え可能な画像形成装置において、
各グループ毎の画像印字密度に応じて、最も適した一次
電源周波数を決めることが可能になった。その結果、従
来画像印字密度毎に変えていた一次電源周波数を整理し
て、減らすことが可能になり、干渉縞をなくすことが可
能になると同時に、一次電源のコストダウンにつながっ
た。さらに、グループの異なる画像印字密度の共通の一
次電源周波数ｆを決めることがなくなったので、一次電
源周波数の変動範囲を極端に狭める必要がなくなり、一
次電源のコストダウンにもつながった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う画像形成装置の概略構成図であ
る。

【図２】同装置におけるカートリッジの一例の概略構成
図である。

【図３】多層構成の帯電ローラの一例の層構成図であ
る。

【図４】帯電ブレードの一例の構成図である。

【図５】ローラ型の接触帯電装置の一例の概略構成図で
ある。

【図６】干渉縞のサンプル図である。

【図７】干渉縞の発生原因を説明するためのグラフであ
る。

【図８】干渉縞の発生原因を説明するための他のグラフ
である。

【図９】干渉縞の発生原因を説明するための他のグラフ
である。

【図１０】帯電ローラのサイクルムラを示す図である。

【図１１】帯電ローラの他のサイクルムラを示す図であ
る。

【図１２】帯電ローラの他のサイクルムラを示す図であ
る。

【図１３】空間波長λｓｐと電源波長数ｆの関係を示す
図である。

【図１４】所定画像印字密度における干渉縞発生点を示
す図である。

【図１５】他の画像印字密度における干渉縞発生点を示
す図である。

【図１６】他の画像印字密度における干渉縞発生点を示
す図である。

【図１７】他の画像印字密度における干渉縞発生点を示
す図である。

【符号の説明】

１ 像担持体としての感光ドラム ２，２０ 接触帯電部材としての帯電ローラまたは帯電
ブレード ９ バイアス電源 ３ レーザービームスキャナー 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 Ｌ レーザー光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−163476（ＪＰ，Ａ) 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.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/00 303

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動電圧を接触帯電部材に印加し、該接
   触帯電部材を像担持体に当接させ且つ像担持体を移動さ
   せることにより前記像担持体面を帯電し、該像担持体の
   帯電面に画像情報に応じてライン走査を行ない、且つ前
   記振動電圧の周波数とライン走査の画像印字密度がそれ
   ぞれ切り替え可能な画像形成装置において、 画像印字密度は、Ｄ１、Ｄ１の整数倍、Ｄ２（ただしＤ
   １とＤ２は互いに整数倍とならない値）、Ｄ２の整数倍
   と、に切り替え可能であり、画像印字密度Ｄ１とＤ１の
   整数倍に対して共通の周波数が設定され、画像印字密度
   Ｄ２とＤ２の整数倍に対して別の共通の周波数が設定さ
   れることを特徴とする画像形成装置。