JPH0466973A - 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】 〔技術分野〕 本発明は、電子写真複写機、同プリンタ等の画像形成装
置に関するものて、特に像担持体に接触して像担持体を
帯電する帯電部材を備えた画像形成装置に関するもので
ある。

〔背景技術〕

感光体等の像担持体にローラ等を接触させて帯電を行な
ういわゆる接触帯電方法として、直流電圧と交流電圧を
重畳した電圧を導電性部材に外部より印加し、この導電
性部材を被帯電体に当接させて帯電を行なう接触帯電方
法が例えば特開昭６３−１４９６６９号公報に示すよう
に本出願人より提案されている。

この方法は、例えば第２図のように感光ドラム２に導電
ローラｌを接触従動回転させ、帯電開始電圧の２倍以上
のピーク間電圧Ｖｐ１１）を有する交流電圧ＶａｃとＶ
ｄｃとを重畳した電圧（−Ｖａｃ十Ｖｄｃ）を導電ロー
ラｌに印加することにより均一に感光ドラム２を帯電す
るものである。

図中３は交流と直流電圧の重畳された電源、４は帯電ロ
ーラ芯金１ａに電圧を印加するのに用いる接点板バネ、
５は帯電ローラ１を感光ドラム２に圧接するためのバネ
である。

一方、潜像が形成された感光ドラムを現像する現像方法
としては、トナー層を現像ローラ上に均一な薄層状にし
、像担持体上の潜像面に近接させ、直流電圧と交流電圧
を重畳した現像バイアス電圧を現像ローラに印加して現
像する、いわゆるジャンピング現像法が知られている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、本発明者らの研究実験の結果、上記のよ
うに帯電バイアス電圧と現像バイアス電圧とにそれぞれ
直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を使用する場合、次
のような問題点が発生した。

すなわち、帯電バイアス電圧の交流周波数が現像バイア
ス電圧の交流周波数と、その整数倍または整数分の１の
いずれかの周波数に近い周波数の場合、周期的な現像ム
ラが発生したのである。この周期的な現像ムラが発生す
るメカニズムは完全には解明されていないが以下のよう
に推測される。

被帯電体である感光ドラムに当接させた帯電ローラに直
流電圧と交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を印加し
て感光ドラムを帯電させると、概略の表面電位は直流電
圧に対応してほぼ均一になる。

しかし、感光ドラム表面は帯電ローラに対して移動する
ので微視的には、交流電圧の影響で、交流電圧の周波数
に対応した表面電位の周期的な変化、即ちピッチむらを
生じている。感光ドラムの周速度をｐ　ｍ　ｍ　／　ｓ
　ｅ　ｃ　、帯電バイアス電圧の交流電圧の周波数をｆ
ｐ　Ｈｚとすると、感光トラム表面上での表面電位の周
期的な変化がｐ／ｆＰｍｍピッチで繰返されている。

一方、現像スリーブに印加する現像バイアス電圧にも交
流電圧が重畳されているので、移動する感光ドラム表面
に対し、微視的には、現像特性が周期的に変化している
と考えられる。現像バイアス電圧の交流電圧の周波数を
ｆｄＨｚとすると、感光ドラム表面上での現像特性の周
期的な変化はｐ／ｆ、１ｍｍピッチで繰返される。

上記のｐ／ｆｐｍｍピッチ、ｐ／ｆ、１ｍｍピッチは各
々単独では、通常画像上では識別できない間隔の周期的
変化であるが、ｐ／′ｆｐｍｍピッチて周期的に変化す
る表面電位をｐ／ｆ、ｍｍピッチて周期的に変化する現
像特性によって現像するので干渉して両者より大きな周
期での、すなわち画像上識別できる現像ムラが生じてし
まうことがあった。例えば音波の場合、わずかに周波数
の異なる２つの波の干渉によってうなりが生じ、それぞ
れの周波数をｆ、、ｆ２とすればうなりの周波数はｌｆ
＋　　ｆ２になる。

同様に本発明者らが行なった研究実験によって、帯電バ
イアス電圧の交流周波数が現像バイアス電圧の交流周波
数に近い周波数の場合だけでなく、整数倍または整数分
の１の周波数に近い周波数の場合にも干渉による現像ム
ラが生じることを確認した。

干渉による現像ムラが生じるのは、帯電バイアス電圧の
交流周波数が現像バイアス電圧の交流周波数と、その整
数倍あるいはその整数分の１の周波数の前後数パーセン
ト以内の時であり、その範囲でなければ目立たなくなり
画像への影響はなかった。

また正確に整数倍または整数分の１の場合にも現像ムラ
は発生しなかっｔ：。しかし交流周波数に多少のブレが
あるため正確に一致させるのは非常に難しい。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の点に鑑み成されたものであり、現像ム
ラを防止し、良好な画像を形成する画像形成装置を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明によれば、像担持体
に潜像を形成するために、像担持体に接触して交流成分
を有する電圧が印加されることにより上記像担持体を帯
電する帯電部材と、上記潜像を現像するために交流成分
を有する電圧が印加された現像部材とを有する画像形成
装置において、上記帯電電圧の交流周波数は、上記現像
電圧の交流周波数の±３％以内の範囲と上記現像電圧の
交流周波数の整数倍の周波数の±３％以内の範囲と上記
現像電圧の交流周波数の整数分の１の周波数の±３％以
内の範囲とを除く範囲に設定されたことを特徴とするも
のである。

Ｃ実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の特徴を最もよく表わす図面であり、
画像形成装置である電子写真複写機の概略断面図である
。感光ドラム２のまわりに帯電ローラ１、画像露光部１
２、現像器１３、転写帯電器１４、クリーナー１５が配
置されている。

帯電部材である帯電ローラ１には、帯電用高圧電源２１
から負の直流電圧と正弦波からなる交流電圧を重畳した
帯電バイアス電圧が印加される。現像器１３の現像スリ
ーブ１３ａには、現像用高圧電源２２から直流電圧と矩
形波からなる交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印
加される。感光ドラム２は図中矢印六方向に回転し、画
像形成が行なわれる。

感光トラム２はアルミニウム、鉄等からなる接地された
導電性基板２ａと、その表面に設けられた有機光導電体
からなる感光層２ｂとを有する。また、帯電部材はロー
ラに限らずブラシ、ブレードでも良い。

感光ドラム２は帯電ローラ１により負に帯電された後画
像露光部１２で画像情報に基づいて不図示のレーザスキ
ャナ等により露光され、これにより形成された潜像を露
光されて電位が減衰した部分に負のトナーが付着するよ
うに現像器１３によって反転現像される。現像器１３の
現像スリーブ１３ａには現像剤であるトナーの薄層が形
成され、トナー層と感光ドラム２は微小間隙が設けられ
ている。現像スリーブ１３ａには上述したように電源２
２から現像バイアス電圧が印加されることにより感光ド
ラム２と現像スリーブ１３ａとの間に交互電解が形成さ
れる。ここで直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイア
ス電圧の波形は矩形波となっている。

現像されたトナー画像は、図中右方向から供給される転
写紙が正帯電されるように転写帯電器１４によって転写
紙上に転写され、さらに定着器１６にて定着され機外に
排出される。転写されずに感光ドラム２上に残った現像
剤はクリーナ１５てクリーニングされ、感光ドラム２は
再び帯電ローラにより帯電され、上記のプロセスを繰り
返す。

ここで、本実施例では、帯電バイアス電圧の交流電圧は
正弦波形であり、最大振幅Ｖｐ−ｐを１８００Ｖ、周波
数４００Ｈｚ±２０Ｈｚとし、直流電圧−７００ｖを重
畳する。

また、現像バイアス電圧は短形波形であり、最大振幅Ｖ
ｐ−ｐを１２００Ｖ、周波数１８００Ｈｚ±９０Ｈｚと
し、直流電圧−５０Ｖ〜−４５０ｖを重畳する。直流電
圧は、画像濃度を希望の値にするため可変に設定する。

感光ドラムの周速度は４７　ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃで
ある。

帯電バイアス電圧および現像バイアス電圧の交流周波数
の公差±２０Ｈｚおよび±９０Ｈｚは高圧電源のばらつ
きによって生じる誤差である。現像バイアス電圧の交流
周波数１８００Ｈｚ±（ＪＯＨｚとその整数分の１の周
波数の範囲を第３図に示す。この範囲の周波数に帯電バ
イアス電圧の交流周波数が近づくと現像ムラが発生する
。

周波数可変の高圧電源によって現像バイアス電圧と帯電
バイアス電圧のそれぞれの周波数を公差範囲内で様々に
変化させたところ、例えば現像バイアス電圧の交流周波
数の下限１７１０Ｈｚと帯電バイアス電圧の交流周波数
の上限４２０Ｈｚの組合わせの場合、および現像バイア
ス電圧の交流周波数の上限１８９０Ｈｚと帯電バイアス
電圧の交流周波数の下限３８０Ｈｚの組合わせの場合に
現像ムラが認められた。ちなみに帯電バイアス電圧の交
流周波数は現像バイアス電圧の交流周波数に対して上記
前者の組合わせの場合４．０７分の１、後者の組合わせ
の場合４．９７分の１であり、各々４分の１．５分の１
の±３％以内の周波数になっている。ここで現像バイア
スの交流周波数を１７１０Ｈｚとしたとき１７１０ｘ　
（１−０，０３）ＸＩ／４＃４１５Ｈｚより小さくなる
ように帯電バイアスの交流周波数を設定、即ち３８０〜
４１５Ｈｚに設定すれば現像ムラは発生しなかった。

また、現像バイアス電圧の交流周波数を１８９０Ｈｚと
したとき１８９０ｘ　（１＋０．０３）　Ｘ１１５＃３
８９Ｈｚより大きくなるように帯電バイアスの交流周波
数を設定、即ち３８９〜４２０Ｈｚに設定しても現像ム
ラは発生しなかった。

第３図において、現像バイアス電圧の交流周波数を１８
００±９０Ｈｚとして帯電バイアス電圧を変化させたと
き現像ムラが発生する帯電バイアス電圧の周波数の範囲
を点線の矢印で示す。

本発明者らの研究実験の結果、帯電バイアス電圧の交流
周波数を現像バイアス電圧の交流周波数の±３％以内の
範囲と、現像バイアス電圧の交流周波数の整数倍の周波
数の±３％以内の範囲と、現像バイアス電圧の交流周波
数の整数分の１の周波数の土３％以内の範囲とを除く範
囲に設定することにより、干渉による現像ムラを防止す
ることができることがわかった。

次に帯電バイアス電圧の交流周波数か現像バイアス電圧
の交流周波数より大きい場合について説明する。

ここでは現像バイアス電圧の交流周波数を１２００Ｈｚ
±１２０Ｈｚ、帯電バイアス電圧の交流周波数をその１
．５倍となる１８００Ｈｚ±１８０Ｈｚに設定した。現
像バイアス電圧の交流周波数を１２００Ｈｚ±１２０Ｈ
ｚの整数倍の周波数は第４図に示す範囲になる。

帯電、現像各々のバイアス電圧の交流周波数を公差範囲
内で変化させても現像ムラは発生しなかった。

また、第４図において現像バイアス電圧の交流周波数を
１２００Ｈｚ±１２０Ｈｚと設定したとき帯電バイアス
電圧を変化させたとき現像ムラが発生する帯電バイアス
電圧の周波数の範囲を点線の矢印で示す。

ここでも帯電バイアス電圧の交流周波数を、現像バイア
ス電圧の交流周波数の±３％以内の範囲と、現像バイア
ス電圧の交流周波数の整数倍の周波数の±３％以内の範
囲と、現像バイアス電圧の交流周波数の整数分の１の周
波数の：！：３％以内の範囲とを除く範囲に設定するこ
とにより干渉による現像ムラを防止することができる。

第５図は他の実施例の交流高圧電源の回路図である。発
振器３１は３６００Ｈｚ±３６０Ｈｚの周波数を発生す
る。発振器３１により発生された電圧を二分する。一方
は帯電用分周器３２により９分周し、帯電用交流周波数
ａである４００Ｈｚに変更した後、昇圧トランス３４て
最大振幅Ｖｐ−ｐがｌ　８００Ｖの交流に昇圧し、帯電
バイアス電圧の交流電圧とする。これに帯電用直流電圧
電源３６で直流電圧−７００Ｖを重畳し、帯電ローラ１
に供給する。他方は現像用分周器３３により２分周し、
現像用交流周波数すである１８００Ｈ２に変更した後昇
圧トランス３５て最大振幅ｖｐ−ｐが１２００Ｖの交流
に昇圧し、現像バイアス電圧の交流電圧とする。これに
現像用直流電圧電源３７て直流電圧−５０Ｖ〜−４５０
Ｖを重畳し、現像スリーブ１３ａに供給する。

既に述べた第３図、第４図で説明した実施例では帯電と
現像の交流周波数は別々の高圧電源から供給するため、
各々の周波数のバラツキは独立している。そのため第３
図で示した実施例のように、公差内でも一方が上限、他
方が下限の組合わせになると現像ムラが発生しやすい条
件になることがある。従って帯電、現像各々の周波数の
バラツキ公差を小さくするように高圧電源を設計する必
要があった。そこで、本実施例に示すように帯電、現像
各々の周波数の関係を一定に保つ構成しに、画像の安定
化を図る。すなわち、前述の構成にすれば、帯電バイア
ス電圧の交流周波数ａと現像バイアス電圧の交流周波数
すは発振器３１の周波数に公差があっても個々の発振器
では常に一定のａ　：　ｂ＝２　：９の関係を保つ。従
って帯電バイアス電圧の交流周波数が現像バイアス電圧
の交流周波数やその整数倍あるいは整数分の１の±３％
以内に入ることはなく現像ムラも発生しない。

本実施例では、−個の発振器から発生した交流電圧を二
分し、各々分周して帯電用と現像用に用いているため帯
電バイアス電圧の交流周波数と現像バイアス電圧の交流
周波数の関係が一定に保たれるため、個々の発振器の発
生する周波数のバラツキが、大きくてもよい。また、発
振周波数と分周の値を変更することにより、帯電および
現像に各々最適な周波数の設定、即ち帯電バイアス電圧
の交流周波数が現像バイアス電圧の交流周波数やその整
数倍あるいは整数分の１の±３％を除く範囲に設定が可
能である。

以上に示した交流電圧の波形は、正弦波、矩形波を示し
たが、三角波でも良く、時間とともにその電圧値が周期
的に変化するものであれば良い。

また、上記において、現像は現像スリーブのトす−層と
感光ドラムが間隙をもったいわゆるンヤンピング現像の
例を示したか、現像スリーブのトナー層と感光ドラムと
を接触するように設けることももちろん可能である。

〔発明の効果〕

以」二説明したように、帯電バイアス電圧の交流周波数
を現像バイアス電圧の交流周波数の＝３％以内の範囲と
、現像バイアス電圧の交流周波数の整数倍の周波数の±
３％以内の範囲と、現像ノλイアス電圧の交流周波数の
整数分の１の周波数の±３９０以内の範囲とを除く範囲
に設定することにより干渉による現像ムラを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した電子写真複写機の概略断面図
、 第２図は帯電ローラの構成を示した断面図、第３図は帯
電および現像のバイアス電圧の交流周波数の範囲を示す
グラフ、 第４図は第２の実施例の交流周波数の範囲を示すグラフ
、 第５図は第３の実施例の回路図である。 ｌ・・・帯電ローラ ２・・・感光ドラム ３・・・高圧電源 ４・・接点板ハネ ５・圧接ハネ １３・・・現像器 ２１・・・高圧電源 ２２・・・高圧電源 ３１・−・発振器 ３２．３３・・・分周器 ３４．３５・・・昇圧トランス ３６．３７・・・直流電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体に潜像を形成するために、像担持体に接触して
   交流成分を有する電圧が印加されることにより上記像担
   持体を帯電する帯電部材と、上記潜像を現像するために
   交流成分を有する電圧が印加された現像部材とを有する
   画像形成装置において、 上記帯電電圧の交流周波数は、上記現像電圧の交流周波
   数の±３％以内の範囲と上記現像電圧の交流周波数の整
   数倍の周波数の±３％以内の範囲と上記現像電圧の交流
   周波数の整数分の１の周波数の±３％以内の範囲とを除
   く範囲に設定されたことを特徴とする画像形成装置。