JPH05289441A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像バイアスの交流成分が帯電バイアスに誘
起されることによって発生する被帯電体の帯電電位変動
を抑えること。 【構成】 帯電用電源Ｅ４は直流電源Ｅ４ａと交流電源
Ｅ４ｂとで構成されており、帯電用電源Ｅ４から直流に
交流成分を重畳したバイアスが帯電ローラ４に供給され
る。また現像バイアスについても同様に現像用電源Ｅ５
は直流電源Ｅ５ａと交流電源Ｅ５ｂとで構成されてお
り、現像用電源Ｅ５から直流に交流成分を重畳したバイ
アスがスリーブ５ａに供給される。この時、帯電用交流
電源Ｅ４ａと現像用交流電源Ｅ５ａとは発信周波数が
１：２になるように調整されている。このように２つの
バイアスの周波数の比を整数倍にすると、帯電後の感光
体３に発生する唸りの周波数は０Ｈｚとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置に関する
ものである。さらに詳しくは、交流成分を有する電圧を
印加することにより帯電を行う手法の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置は周知のように感光
体面を所定の電位に均一帯電処理する工程を含んでい
る。その帯電処理手段としてはワイヤ電極とシールド電
極を主構成部材とするコロナ放電器が主に用いられてい
る。しかし該コロナ放電器を用いた帯電処理系において
は以下のような問題点を有している。

【０００３】１）高電圧印加 感光体上に７００〜８００Ｖの表面電位を得るために４
〜８ｋＶといった高電圧を印加しなければならない。 ２）帯電効率が低い ワイヤからの放電の大半はシールド電極へながれ、感光
体へ流れる電流は総放電電流の数％にすぎない。 ３）コロナ放電生成物の発生 コロナ放電によってオゾン等の発生があり、画像の劣化
および人体への影響に対する配慮が必要となる。 ４）ワイヤの汚れ ワイヤ表面に形成される高電界によって装置内の微少な
塵埃を集塵してワイヤ表面が汚れる。ワイヤ汚れは放電
にむらを生じ易く、画像ムラの一因となる。そこで最近
では上記のような問題点の多いコロナ放電器を利用しな
いで、接触帯電手段を利用することが検討されている。

【０００４】具体的には、被帯電体である感光体表面
に、１ｋＶ程度の直流電圧を外部より印加した導電性弾
性ローラ等の導電性部材を接触させることにより、感光
体表面に電荷を直接注入して感光体表面を所定の電位に
帯電させるものである。しかし実際には、電圧を印加し
た導電性部材表面とそれを接触させた感光体表面とが微
視的には凹凸を持っているため、感光体面上に斑点上の
むらが発生する。

【０００５】この問題点を解決する手段として特開昭６
３−１４９６６９公報に開示するように直流電圧を帯電
部材に印加したときの帯電開始電圧の２倍以上のピーク
電圧を有する交流をを前記直流電圧に重畳した振動電界
を帯電部材と被帯電体との間に形成することにより帯電
を行う方法が提案され、実用化されている。

【０００６】ローラ帯電を用いた電子写真装置を例に説
明すると、図１に示すように帯電部材４および被帯電体
３はそれぞれ円筒形ローラとなっており、帯電部材４と
被帯電体３とが接触する近傍で帯電が行われる。直流成
分に交流成分を重畳した電圧を帯電部材４に印加する事
により帯電が行われるため、交流成分の周期と同じ周期
で被帯電体の表面電位は変動する。

【０００７】このとき、被帯電体３は回転しながら帯電
が行われるため、帯電された後の被帯電体３にはドラム
の円周方向に周期的に変動する縞状の表面電位分布が形
成される。印加する交流成分の周波数をｆ、被帯電体表
面の速度をｖとすると、被帯電体３表面に発生する表面
電位変動の空間周波数は（ｆ／ｖ）となる。

【０００８】このような、感光体の円周方向に周期的に
変動する表面電位が形成されると、以後の作像工程後の
出力画像にこの周期的な変動が反映される。例えば、全
面が黒くなるような作像を行った場合、出力された画像
には感光体の表面電位の周期的変動に対応した濃淡の縞
が生じる。

【０００９】しかし、このような濃淡の縞は空間周波数
が十分高ければ人間の目では識別できないため出力が像
の品位を劣化させる要因とはならない。例えば、ｆｃ＝
９００Ｈｚ、ｖ＝５０ｍｍ／ｓでは空間周波数は１８本
／ｍｍであり、画像の濃淡は見られない。

【００１０】電子写真の工程においては上述した帯電工
程の後、この帯電した被帯電体に露光して静電潜像を作
像する露光工程を経て、さらにこの静電潜像の電位に対
応してトナーを付着させる現像工程を行うことにより画
像を顕像化する。

【００１１】現像を行う方法として、磁気ブラシ法、カ
スケード法またはジャンピング現像法といった手段が用
いられる。

【００１２】このうちでジャンピング現像法は、 １）電子写真の工程速度対する依存性が少ない。 ２）トナーの飛散が少ない。 ３）構造がシンプル。 ４）コンパクトに構成できる。 といった利点があるため低速機から高速機まで広く適用
されている。

【００１３】ジャンピング現像について図１を用いて簡
単に説明する。ジャンピング現像は、電界依存性を持た
ない絶縁性磁性トナーｔを摩擦帯電により帯電させ、さ
らにこの帯電したトナーｔの薄層をスリーブ５ａ表面上
に形成し、上記のように帯電、露光を行って静電潜像を
形成した被帯電体３とスリーブ５ａとの間に交流バイア
スを印加することによりトナーをスリーブ５ａ−被帯電
体３間で往復運動させながら現像を行う方法である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では以下の問題点があった。

【００１５】一般に電子写真装置においては帯電工程後
直ちに露光工程によって静電潜像が形成され現像が行わ
れるため、帯電工程が行われると直ちに現像工程も開始
される。このように帯電および現像といった２つの交流
成分をもったバイアスが近距離領域で同時に印加される
と、高圧電源基板上の配線、帯電装置および現像装置自
体の電磁誘導等により帯電バイアスに現像バイアスの交
流成分が、現像バイアスに帯電バイアスの交流成分が誘
起される。このような誘起が発生すると、特に、帯電バ
イアスに現像バイアスの交流成分が誘起された場合、帯
電バイアスの交流成分には誘起された周波数と帯電バイ
アス本来の周波数との間に唸りが発生する。このような
帯電バイアス電位の唸りは、上述したように静電潜像の
形成に反映される。唸りの周波数は２つの周波数差（ま
たはそれぞれの高調波周波数の差）で決定される。例え
ば、帯電バイアス周波数ｆｃ＝９００Ｈｚ、現像バイア
ス周波数ｆｄ＝２０００Ｈｚ、被帯電体の周速度ｖ＝５
０ｍｍ／ｓとすると、（ｆｄ−ｆｃ）／ｖ＝２２本／ｍ
ｍ、（ｆｄ−２ｆｃ）／ｖ＝４本／ｍｍ、・・・・・、
といった空間周波数の縞が画像に発生する。このように
唸りによって数本／mm以下の空間周波数縞が発生する
と、出力画像においてもこの唸り周波数の縞が発生する
という問題があった。

【００１６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、現像バイアスの交流成分が帯電
バイアスに誘起されることによって発生する被帯電体の
帯電電位変動を抑えることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電子写真装置は、交流成分を持った電圧を帯
電バイアスとして印加することにより帯電を行う帯電装
置と、交流成分を持った電圧を現像バイアスとして印加
することにより現像を行う現像装置とを備えた電子写真
装置において、前記帯電バイアスの交流成分の周波数と
前記現像バイアスの交流成分の周波数との比を整数倍に
設定している。

【００１８】

【作用】上記の構成を有する本発明の電子写真装置は、
帯電装置には交流成分をもったバイアスが印加され、さ
らに現像装置にも交流成分をもったバイアスが印加さ
れ、この２つの交流成分の周波数の比は整数倍になって
おり、帯電電位の変動を抑えられる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００２０】図１は本発明の帯電装置が適用可能な電子
写真装置の一例を示すものであり、本実施例のものはシ
ート材給送部Ａとレーザビームプリンタ部Ｂとを組み合
わせた電子写真装置を示している。

【００２１】本例のプリンタ部Ｂの構成、作像動作につ
いて説明する。尚、本実施例おいて、プリンタは図面上
右端面側を前面とする。プリンタ前面板１Ａは、プリン
タ外装筺１に対して下辺側のヒンジ軸１Ｂを中心に２点
鎖線示のように倒し開き操作および実線示のように起こ
し閉じ操作が自在である。プリンタ内に対するプロセス
カートリッジ２の脱着操作やプリンタ内部の点検・保守
等は前面板１Ａを倒し開いてプリンタ内部を大きく解放
することにより行われる。

【００２２】プロセスカートリッジ２は本例のものはカ
ートリッジハウジング２ａに感光体ドラム３、帯電ロー
ラ４、現像器５、クリーナ６の４つの作像プロセス機器
を内包させてなるもので、プリンタ前面板１Ａを二点鎖
線で示すように倒し開いた状態において、プリンタ外装
筺１内の所定の収納部に対して脱着自在である。そし
て、プロセスカートリッジ２はプリンタ内に正規に装着
されることによりプロセスカートリッジ２側とプリンタ
側の両者の機械的駆動系統・電気回路系統が相互カップ
リング部材（不図示）を介して結合して機械的・電気的
に一体化する。

【００２３】尚、本実施例ではプロセスカートリッジ２
内に感光体ドラム３、帯電ローラ４、現像器５、クリー
ナ６を一体的に有したものを示したが、これに限らず、
少なくとも感光体ドラム３と帯電ローラ４とが一体的に
支持されていて、本体装置に対して脱着可能となってい
ればよい。

【００２４】レーザビームスキャナ部７はプリンタ外装
筺１内の奥側に配設されており、半導体レーザ（不図
示）、スキャナモータ７ａ、ポリゴンミラー７ｂ、レン
ズ系７ｃ等から構成されており、該スキャナ部７からの
レーザビームＬがプリンタ内に装着されているカートリ
ッジハウジング２ａの露光窓２ｂからカートリッジハウ
ジング２ａ内にほぼ水平に進入し、カートリッジハウジ
ング２ａ内に上下に配設されているクリーナ６と現像器
５との間の通路を通って感光体ドラム３の左側面の露光
部３ａに入射し、感光体ドラム３面が母線方向に走査露
光される。

【００２５】プリンタ制御系に画像形成スタート信号が
入力されると、感光体ドラム３が矢示の反時計方向に所
定の周速度で回転駆動され、その周面が帯電ローラ４で
正または負の所定の極性に一様帯電される。帯電ローラ
４は、−６５０Ｖの直流電圧に、周波数ｆｃ＝１ｋＨｚ
の定電流（８００μＡ ｒｍｓ ）制御した正弦波交流電
圧を重畳したバイアスを印加した導電性部材であり、感
光体ドラム３は帯電ローラ４により接触（または直接）
帯電方式で帯電処理される。帯電ローラ４は感光体ドラ
ム３に従動回転させてもよいし、逆方向に回転させても
よいし、非回転のものにしてもよい。

【００２６】ついで、感光体ドラム３の一様帯電面に露
光部３ａにおいて、前記レーザビームスキャナ部７から
出力される画像情報の時系列電気画像信号に対応した画
素レーザ光Ｌが入射して、感光体ドラム３面がドラム母
線方向に順次に該レーザ光Ｌによる主走査を受けること
により感光体ドラム３面に画像情報の静電潜像が形成さ
れていく。

【００２７】−５００Ｖの直流電圧にピーク間電圧１６
００Ｖ、周波数ｆｄ＝２ｋＨｚの矩形波交流を重畳した
バイアスをスリーブ５ａ−感光体ドラム３間に印加する
ことにより、感光体ドラム３に形成された該静電潜像
は、現像器５のスリーブ５ａ（またはローラ）に担持さ
れているトナーで順次に現像されて顕像化していく。

【００２８】一方、マルチフィードトレイ８上にセット
されたシート材（転写用紙）Ｓのうち最上位のシート材
Ｓが矢印方向に回転駆動された給送ローラ１０からプリ
ンタ内に引き込まれ、引き続き給紙ローラ１０と搬送ロ
ーラ１２とで挟まれて感光ドラム体３と転写ローラ１３
との対向接触部（転写部）へ向けて感光体ドラム３の回
転周速度と同じ一定速度で給送される。

【００２９】前記転写部へ給送されたシート材Ｓは感光
体ドラム３と転写ローラ１３の間を順次に通過していく
過程で転写ローラ１３に印加される電圧（トナーとは逆
極性の電圧）と転写ローラの感光体ドラム３に対する圧
接力とにより感光体ドラム３面側のトナー像の転写を順
次に受ける。転写ローラ１３への電圧印加は給送されて
きたシート材Ｓの先端辺が感光体ドラム３と転写ローラ
１３との接触部（転写部）に到達したとき行われる。

【００３０】転写部を通過したシート材Ｓは感光体ドラ
ム３面から分離されてガイド板１４に案内されて定着ロ
ーラ対１５ａ，１５ｂへ導入される。定着ローラ対１５
ａ，１５ｂのうちシート材の像転写面に接触する側のロ
ーラ１５ａはハロゲンヒータを内蔵させた加熱ローラで
あり、シート材Ｓの裏面側に接触する側のローラ１５ｂ
は弾性体製の加圧ローラであり、像転写を受けたシート
材Ｓは定着ローラ対１５ａ，１５ｂを通過していく過程
で転写されているトナー像が熱と圧力でシート材Ｓ面に
定着され、排出ローラ１６でトレイ１７上に画像形成物
（プリント）として排出される。

【００３１】トナー像転写後の感光ドラム３面はクリー
ナ６のクリーニングブレード６ａにより転写残りトナー
分やその他の汚染物の拭掃除去を受けて清浄面化され繰
り返して像形成に供される。

【００３２】また、マルチフィードトレイ８を使用する
かわりにシート材給送装置Ａのカセット４０から給紙し
た場合、カセット４０に積まれたシート材Ｓのうち最上
位のシート材Ｓがピックアップローラ２６によりレジス
トローラ２８，５５に送られ矢印方向に進み、前述した
ようにシート材Ｓは給送ローラ１０と搬送ローラ１２と
の間に給送されていくものである。

【００３３】次に本実施例におけるの帯電方式について
説明する。

【００３４】図２は、図１中の本発明の主要となる部分
の構成を簡略化した図である。帯電用電源Ｅ４は直流電
源Ｅ４ａと交流電源Ｅ４ｂとで構成されており、該帯電
用電源Ｅ４から直流に交流成分を重畳したバイアスが帯
電ローラ４に供給される。また現像バイアスについても
同様に現像用電源Ｅ５は直流電源Ｅ５ａと交流電源Ｅ５
ｂとで構成されており、該現像用電源Ｅ５から直流に交
流成分を重畳したバイアスがスリーブ５ａに供給され
る。この時、帯電用交流電源Ｅ４ａと現像用交流電源Ｅ
５ａとは発信周波数が１：２になるように調整されてい
る。

【００３５】上記のように２つのバイアスの周波数の比
を整数倍にすると、帯電後の感光体３に発生する唸りの
周波数は０Ｈｚとなる。すなわち、感光体３上に発生す
る唸りの空間周波数は感光体の周速度ｖ、帯電バイアス
周波数ｆｃ、現像バイアス周波数ｆｄによって上述した
ように（ｆｄ−ｆｃ）／ｖ、（ｆｄ−２ｆｃ）／ｖ、・
・・・・で決定されるめ、本実施例では感光体の周速度
ｖ＝５０ｍｍ／ｓとすると、（ｆｄ−ｆｃ）／ｖ＝２０
本／ｍｍ、（ｆｄ−２ｆｃ）／ｖ＝０本／ｍｍ、・・・
・・となり、低周波の唸りは消滅する。

【００３６】なお、本発明は以上詳述した実施例に限定
されるものでなくその要旨を逸脱しない範囲において種
々の変更は可能である。

【００３７】例えば、図３に示すように１つの発信器か
らの出力を分周器を使用して帯電および現像バイアスの
交流成分の周波数をつくり、上記実施例のように２つの
周波数の比が整数倍となる条件を満たすようにすれば、
更に温度変化等の環境変動に対しても安定な動作が得ら
れる。

【００３８】以上に示した帯電部材は帯電ローラに限ら
ず、ブレード、ブラシ、ベルトでもよい。また、帯電バ
イアスおよび現像バイアスに用いる交流電源の波形は正
弦波、矩形波に限らず、三角波、のこぎり波等の他任意
の波形を使用してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の電子写真装置は帯電時に発生する低い空間周波数
の縞の発生を抑えるため、各部均一の所定電位で常に安
定に一様帯電処理ができ、安定した高品質の画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した電子写真装置の断面図であ
る。

【図２】上記電子写真装置の要部構成を示すブロック図
である。

【図３】本発明を具体化した他の実施例の電子写真装置
の要部構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

３ 被帯電体（感光体ドラム） ４ 帯電部材（帯電ローラ） ５ 現像器 ５ａ スリーブ Ｅ４ 帯電用電源 Ｅ５ 現像用電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流成分を持った電圧を帯電バイアスと
   して印加することにより帯電を行う帯電装置と、交流成
   分を持った電圧を現像バイアスとして印加することによ
   り現像を行う現像装置とを備えた電子写真装置におい
   て、 前記帯電バイアスの交流成分の周波数と前記現像バイア
   スの交流成分の周波数との比を整数倍に設定したことを
   特徴とする電子写真装置。